哪一種物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議比較合適

在設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備時(shí)，可以肯定的是一件事是它不會(huì)是獨(dú)立的。與過(guò)去大多數(shù)傳統(tǒng)嵌入式設(shè)備的開(kāi)發(fā)方式不同，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備將始終具有某種形式的通信功能。在大多數(shù)情況下，這將是基于無(wú)線的，選擇通信方式的關(guān)鍵決定因素將是所需范圍，要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量和可用功率等的預(yù)算。因此，嵌入式開(kāi)發(fā)人員必須深入研究通信協(xié)議，標(biāo)準(zhǔn)和無(wú)線規(guī)范。

確定要為您的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備使用哪種協(xié)議的第一步是退后一步，回顧一下OSI 7層模型（應(yīng)用層，表示層，會(huì)話層，傳輸層，網(wǎng)絡(luò)層，數(shù)據(jù)鏈路層，物理層）。在物理和數(shù)據(jù)層，Wi-Fi（802.11）和蜂窩3G和LTE等協(xié)議就是很好的例子。以太網(wǎng)主導(dǎo)著有線世界，而Wi-Fi是傳輸大量數(shù)據(jù)的主要候選者。對(duì)于后者，要注意的是，對(duì)于通過(guò)電池供電的設(shè)備進(jìn)行的始終開(kāi)啟操作，這有點(diǎn)耗電。低功耗藍(lán)牙（BLE）是降低數(shù)據(jù)速率和功耗預(yù)算的可行選擇。但是，BLE的射程是一個(gè)限制，通常僅限于30米左右的可靠自由空間操作。更長(zhǎng)距離的替代方案包括蜂窩3G和4G網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)速率正在迅速接近Wi-Fi速度。同樣令人感興趣的是速度要低得多的窄帶物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（NB-IoT），與未經(jīng)許可的858/915 MHz工業(yè)，科學(xué)和醫(yī)學(xué)頻譜中的NB-IoT競(jìng)爭(zhēng)的是低功率，低數(shù)據(jù)速率產(chǎn)品SigFox和LoRa。Z-Wave是該頻譜中的另一種候選產(chǎn)品，盡管其引用范圍遠(yuǎn)小于其他產(chǎn)品。

在傳輸層，TCP和UDP是兩個(gè)協(xié)議。TCP是默認(rèn)設(shè)置，但是某些嵌入式應(yīng)用程序開(kāi)始使用UDP協(xié)議，因?yàn)樗陌_(kāi)銷不如TCP。

關(guān)于使用哪種協(xié)議的主要焦點(diǎn)通常是關(guān)于數(shù)據(jù)協(xié)議，這是在應(yīng)用程序?qū)由?。有很多選擇，其中一些正在逐漸流行起來(lái)。其中包括CoAP和MQTT，以及XMPP和RESTful HTTP的Web方法。受限應(yīng)用協(xié)議（CoAP）是由Internet工程任務(wù)組（IETF）啟用的，是從頭開(kāi)始設(shè)計(jì)的，用于計(jì)算資源有限的低功耗設(shè)備。CoAP基于請(qǐng)求或響應(yīng)模型，提供合理的安全性，并使用UDP協(xié)議，因此使用起來(lái)非常輕便。

MQTT還被設(shè)計(jì)為資源受限設(shè)備的輕量級(jí)協(xié)議，它使用發(fā)布和訂閱模型，非常適合在低帶寬，高延遲網(wǎng)絡(luò)中使用。MQTT旨在通過(guò)基于云的應(yīng)用程序進(jìn)行監(jiān)視的傳感器和設(shè)備的大規(guī)模部署，具有極高的帶寬效率，并且只需要很少的代碼空間。

最近的多框架協(xié)議（包括Thread）已被Google等公司采用。線程規(guī)范具有其自己的物理層，但通過(guò)使用現(xiàn)有的無(wú)線模塊和收發(fā)器保留了與802.15.4的兼容性。作為低功耗開(kāi)放式IPv6協(xié)議開(kāi)發(fā)的Thread的核心目標(biāo)是通過(guò)使用網(wǎng)格技術(shù)來(lái)防止單點(diǎn)故障，從而確保無(wú)數(shù)設(shè)備之間的連接。

從審查運(yùn)行要求開(kāi)始，需要仔細(xì)考慮為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用選擇所需的協(xié)議。有了許多不同的選擇，清楚說(shuō)明物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)將有助于縮小選擇過(guò)程。