常見的物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議有哪些?
物聯(lián)網(wǎng)是一個基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等的信息承載體,它讓所有能夠被獨立尋址的普通物理對象形成互聯(lián)互通的網(wǎng)絡。
物聯(lián)網(wǎng)可以通過先進的識別技術,把所有物體的狀況轉(zhuǎn)化為各種參數(shù),再通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)信息共享,形成一個關聯(lián)萬物的網(wǎng)絡。
目前物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在某些領域,初步滲透進了人們的生活,在不遠的未來,隨著感知、識別技術的發(fā)展,它還將為人們帶來更多的便利。
物聯(lián)網(wǎng)的作用就是給于不同的物件一個身份證,對其進行分門別類再連接起來。
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things,簡稱IoT)是指通過各種信息傳感器、射頻識別技術、全球定位系統(tǒng)、紅外感應器、激光掃描器等各種裝置與技術,實時采集任何需要監(jiān)控、 連接、互動的物體或過程,采集其聲、光、熱、電、力學、化學、生物、位置等各種需要的信息,通過各類可能的網(wǎng)絡接入,實現(xiàn)物與物、物與人的泛在連接,實現(xiàn)對物品和過程的智能化感知、識別和管理。
通訊協(xié)議,是不同操作系統(tǒng)之間用來建立關聯(lián)體系的一種通信技術。它有一系列的規(guī)則,會影響傳輸信息的格式、傳輸方式以及傳輸速度。而在當今的物聯(lián)網(wǎng)框架中,有著不少種類的通訊協(xié)議。接下來,就讓我們一起來了解下吧。
MQTT:MQTT是對TCP/IP技術的一種延伸,它體量相對較小,適合那些硬件性能或者網(wǎng)絡傳輸速度有限的設備。它是物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)基礎的通訊協(xié)議之一,運用范圍涵蓋衛(wèi)星鏈路、醫(yī)療、智能家居等多領域。
HTTPS:HTTPS是一種以安全為目標的通道,其傳輸過程需要請求/響應,從而確保信息傳輸?shù)陌踩?。由于其能夠進行加密通訊,因此在互聯(lián)網(wǎng)被廣泛運用。
CoAP:CoAP是一種主要被應用在物聯(lián)網(wǎng)的通訊協(xié)議,它基于REST框架搭建,能夠?qū)φw結(jié)構(gòu)進行精煉,從而降低能耗。這種協(xié)議通常被應用在水表、電表等一些要求結(jié)構(gòu)精簡的設備上。
TCP:TCP是一種基于字節(jié)流的通信協(xié)議,具有很高的靈活性。因此,它往往被應用在公司內(nèi)部系統(tǒng)的搭建上,能夠給予使用者較高的自由度。
UDP:UDP是一種支持支持無連接的傳輸協(xié)議,專注于提供事物簡單的信息傳輸,延遲與成本都相對較低。該技術主要被應用在流媒體的數(shù)據(jù)采集與發(fā)送上。
以上是物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)常見的5種通訊協(xié)議。其中,MQTT與CoAP的應用相對廣泛;兩者比較之下,優(yōu)劣情況如何呢?
首先,MQTT主要充當?shù)氖切畔⒅修D(zhuǎn)站;由于它不支持對信息進行標記,在儲存方面使用起來較為雞肋,因此最好將其應用在實時數(shù)據(jù)的傳輸上;而CoAP則與之相反,兩者有著不同的優(yōu)勢區(qū)間。
“物聯(lián)網(wǎng)”一詞已經(jīng)越來越多地被提到,它正在向網(wǎng)聯(lián)汽車、智能家居、可穿戴設備、智慧城市、智慧醫(yī)療等眾多領域發(fā)展。從生活中常見的家用電器到城市基礎設施,所有的產(chǎn)品設備都正在連接起來。
在 EdgerOS 定義的 IoT 交互環(huán)境中,不同廠商、不同協(xié)議的 IoT 設備僅需提供它最本質(zhì)的功能,我們可以使用豐富、靈活的場景化組織,讓整個系統(tǒng)完成不可思議的功能。考慮到廣泛的應用和性能等要求,選擇最優(yōu)的協(xié)議是任何物聯(lián)網(wǎng)設備設計過程中最重要的早期決策之一。工程師必須考慮到通信范圍、數(shù)據(jù)速率和能耗、可靠性、安全性和可擴展性等問題,才能確定合適的協(xié)議。
除了 EdgerOS 系統(tǒng)本身提供和兼容的 CoAP、MQTT、SDDC、ZDDC、LoRa 和 ZigBee 等協(xié)議外,愛智云也為廣大用戶提供了物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)無縫互通的使用體驗。通過開源開放的通訊協(xié)議,設備開發(fā)者使用 FreeRTOS,MS-RTOS® 等面向物聯(lián)網(wǎng)的操作系統(tǒng)可以輕松地構(gòu)建出與 EdgerOS 自動接入的萬千智能設備,與愛智云、愛智設備一起形成云、邊、端一體的產(chǎn)品體系,衍生出充滿無限想象的各類智慧場景。
下面我們不妨看看常用的通信協(xié)議,從而比較作出正確的選項,您可以使用這些協(xié)議和標準來為您的需求構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)解決方案。
物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接的問題空間,其中物聯(lián)網(wǎng)的通信環(huán)境有Ethernet, Wi-Fi, RFID, NFC(近距離無線通信), Zigbee, 6LoWPAN(IPV6低速無線版本),Bluetooth, GSM, GPRS, GPS, 3G, 4G等網(wǎng)絡,而每一種通信應用協(xié)議都有一定適用范圍。AMQP、JMS、REST/HTTP都是工作在以太網(wǎng),COAP協(xié)議是專門為資源受限設備開發(fā)的協(xié)議,而DDS和MQTT的兼容性則強很多。
互聯(lián)網(wǎng)時代,TCP/IP協(xié)議已經(jīng)一統(tǒng)江湖,現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)的通信架構(gòu)也是構(gòu)建在傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)基礎架構(gòu)之上。在當前的互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議中,HTTP協(xié)議由于開發(fā)成本低,開放程度高,幾乎占據(jù)大半江山,所以很多廠商在構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)時也基于http協(xié)議進行開發(fā)。包括google主導的physic web項目,都是期望在傳統(tǒng)web技術基礎上構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議標準。
HTTP協(xié)議是典型的CS通訊模式,由客戶端主動發(fā)起連接,向服務器請求XML或JSON數(shù)據(jù)。該協(xié)議最早是為了適用web瀏覽器的上網(wǎng)瀏覽場景和設計的,目前在PC、手機、pad等終端上都應用廣泛,但并不適用于物聯(lián)網(wǎng)場景。在物聯(lián)網(wǎng)場景中其有三大弊端:
(1) 由于必須由設備主動向服務器發(fā)送數(shù)據(jù),難以主動向設備推送數(shù)據(jù)。對于單單的數(shù)據(jù)采集等場景還勉強適用,但是對于頻繁的操控場景,只能推過設備定期主動拉取的的方式,實現(xiàn)成本和實時性都大打折扣。
(2) 安全性不高。web的不安全都是婦孺皆知,HTTP是明文協(xié)議,在很多要求高安全性的物聯(lián)網(wǎng)場景,如果不做很多安全準備工作(如采用https等),后果不堪設想。
(3) 不同于用戶交互終端如pc、手機,物聯(lián)網(wǎng)場景中的設備多樣化,對于運算和存儲資源都十分受限的設備,http協(xié)議實現(xiàn)、XML/JSON數(shù)據(jù)格式的解析,都是不可能的任務。
IOT的七大通信協(xié)議:
1. REST/HTTP(松耦合服務調(diào)用)
REST即表述性狀態(tài)傳遞,是基于HTTP協(xié)議開發(fā)的一種通信風格。