根據(jù)Gartner的預(yù)測，到2021年將有250億個連接的設(shè)備，這大大超過了他們先前對2020年204億個設(shè)備的估計。IDC數(shù)據(jù)顯示，到2025年，每分鐘將有152000個IoT設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)。是的，您沒看錯，每分鐘152000臺設(shè)備。這些統(tǒng)計數(shù)據(jù)清楚地顯示了已連接設(shè)備的數(shù)量呈指數(shù)增長。

[[325190]]

與其他任何技術(shù)一樣，物聯(lián)網(wǎng)也面臨著很多挑戰(zhàn)，這可能會阻礙其廣泛采用。好消息是，現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)平臺正在發(fā)展以應(yīng)對未來的挑戰(zhàn)。安全和隱私一直是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的致命弱點。缺乏標準和協(xié)議使事情變得更加復(fù)雜。值得慶幸的是，在引入許多新的IoT協(xié)議之后，此問題已得到解決。不幸的是，一小部分企業(yè)了解這些物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，更不用說實現(xiàn)它們了。

在本文中，您將學(xué)到以前沒人告訴過的IoT通信協(xié)議和標準。

1. ZigBee

ZigBee最初旨在滿足工業(yè)需求而不是滿足消費者需求，是需要少量數(shù)據(jù)在不同建筑物或家庭之間傳輸?shù)墓I(yè)站點的理想選擇。它的工作頻率為2.4 GHz。ZigBee 3.0以支持低功耗，可擴展且安全的解決方案而聞名，它已將協(xié)議轉(zhuǎn)換為單一標準，同時使其易于實現(xiàn)。

2. MQTT物聯(lián)網(wǎng)

MQTT代表消息隊列遙測傳輸。它由Arcom的Arlen Nipper和IBM的Andy Stanford Clark于1999年共同開發(fā)，基本上是一種消息傳遞協(xié)議，它支持設(shè)備通信并幫助用戶從遠程位置監(jiān)視其IoT設(shè)備。MQTT長期以來一直用于從電氣設(shè)備收集數(shù)據(jù)。

MQTT協(xié)議具有三個關(guān)鍵組件：

• 訂戶
• 發(fā)行人
• 經(jīng)紀人

發(fā)布者生成數(shù)據(jù)，并在經(jīng)紀人的幫助下將該數(shù)據(jù)發(fā)送給訂閱者。經(jīng)紀人充當中間人，其責(zé)任是確保在發(fā)布者和訂閱者之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的安全性和私密性。為了實現(xiàn)這一點，它對訂戶和發(fā)布者進行授權(quán)和認證。

3. CoAP

CoAP代表受約束的應(yīng)用程序協(xié)議。CoAP主要設(shè)計用于受限制的智能設(shè)備，是社區(qū)受限制的設(shè)備的不錯選擇。使其脫穎而出的是即使在HTTP協(xié)議下也能很好地工作。實際上，它與HTTP協(xié)議有很多相似之處和一些區(qū)別。

例如，它基于HTTP使用的同一寧靜架構(gòu)。其次，HTTP和CoAP都利用UDP進行較小的數(shù)據(jù)傳輸。HTTP和CoAP之間的主要區(qū)別之一是歧義性。CoAP消除了與HTTP get，put，delete命令相關(guān)的歧義。

4. DDS

DDS代表數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)。為了促進機器之間的通信，此協(xié)議能夠處理機器之間的高性能，實時通信。

DDS包含兩個主要層：

• 以數(shù)據(jù)為中心的發(fā)布-訂閱(DSP)
• 數(shù)據(jù)本地重建層(DLRL)

以數(shù)據(jù)為中心的發(fā)布-訂閱的工作是向訂戶傳遞信息，而數(shù)據(jù)本地重建層的作用是通過提供以數(shù)據(jù)為中心的發(fā)布-訂閱的接口來促進此過程。DDS的獨特之處在于它能夠?qū)?shù)據(jù)傳輸?shù)降驼加每臻g的設(shè)備和云中。該協(xié)議由Object Management Group在2004年開發(fā)。

5. AMQP

AMQP代表高級消息隊列協(xié)議。它是一個應(yīng)用程序?qū)訁f(xié)議，主要是為中間件設(shè)計的，本質(zhì)上是面向消息的。AMQP之所以與眾不同，是因為它被認為是全球標準化的物聯(lián)網(wǎng)消息協(xié)議。

AMQP協(xié)議具有三個關(guān)鍵要素：

• 交換
• 消息隊列
• 捆綁

交換角色是將消息放在一起并將其排列在隊列中，而消息隊列負責(zé)存儲消息。顧名思義，綁定元素充當交換組件和消息隊列組件之間的橋梁。

6. LoRaWAN

LoRaWAN代表遠程廣域網(wǎng)。它在通過數(shù)百萬個低功耗設(shè)備支持龐大的網(wǎng)絡(luò)，是智慧城市的優(yōu)秀物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議之一。除此之外，它還用于確保雙向通信。

它在郊區(qū)的15公里長距離使其與其他物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議區(qū)分開來。在城市地區(qū)，范圍保持在2到5 km之間。即使頻率因網(wǎng)絡(luò)而異，但它可以進行長距離通信的能力使其成為出色的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。

7. Z波

Z-Wave IoT協(xié)議專注于低功耗射頻通信。該協(xié)議可以在家庭自動化應(yīng)用中派上用場。與Wi-Fi等無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不同，它提供了更好的保護，低延遲和其他功能。由于它在1 GHz以下頻段工作。范圍從30米到100米。數(shù)據(jù)傳輸速率為每秒40到100 kb。Z-wave可以讓您訪問云，并充當將不同組件彼此連接的橋梁。

8. SigFox

Sigfox在Wi-Fi和蜂窩網(wǎng)絡(luò)之間運行，利用ISM頻段。由于這些頻段是免費使用的，這就是為什么您甚至不需要購買許可證即可使用此IoT協(xié)議的原因。Sigfox通過使用稱為超窄帶的技術(shù)，提供了低數(shù)據(jù)傳輸速度和低功耗。

使用此物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的較大缺點之一是只允許您在狹窄的頻譜上傳輸數(shù)據(jù)，但由于其低功耗而無法彌補。所有這些使它成為用于機器對機器通信的優(yōu)秀物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議之一。

我們已經(jīng)看到它在歐洲的智能電表，路燈，安全設(shè)備，病人監(jiān)護儀和環(huán)境以及農(nóng)業(yè)傳感器中的應(yīng)用。在農(nóng)村環(huán)境中，此協(xié)議可以在30-50 km的范圍內(nèi)運行，在城市環(huán)境中的3-10 km。

9.線程

Thread由著名的家庭自動化解決方案提供商Nest的發(fā)明家設(shè)計，是IoT協(xié)議游戲的新進入者，但它顯示出了巨大的希望。它基本上是基于6LowPAN的基于IPv6的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。最初是為了補充家庭環(huán)境中的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)而開發(fā)的，從那時起，它已大大擴展了其應(yīng)用范圍。該線程能夠通過身份驗證和加密處理250個節(jié)點，其工作頻率為2.4 GHz，范圍為10到30米。此外，它還可以支持無線電收發(fā)器內(nèi)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。

10. EnOcean

到目前為止，EnOcean是很具創(chuàng)新性的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，它采用了完全不同的方法來連接物聯(lián)網(wǎng)。它沒有遵循傳統(tǒng)模式，而是利用了能量收集和無線感應(yīng)功能。對于必須根據(jù)不斷變化的情況向用戶發(fā)出警報的設(shè)備，這使其成為理想的選擇。例如，通知設(shè)備所有者有關(guān)溫度和結(jié)扎條件的變化。

盡管它的應(yīng)用范圍僅限于家庭自動化，物流，運輸和工業(yè)自動化，但我們可能會看到其應(yīng)用在未來的不同行業(yè)中不斷增長。該物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議覆蓋室外環(huán)境300米，室內(nèi)環(huán)境30米，其工作頻率為315 MHz，868 MHz和902 MHz。

11. 6低PAN

LowPAN代表低功耗個人局域網(wǎng)。6LowPAN基本上是一種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，使用其自己的標頭壓縮和封裝機制。該協(xié)議在其物理層上工作，并且使用的頻帶使其與多種通信平臺兼容，例如Wi-Fi，低于1 GHz的ISM和以太網(wǎng)。

由于該協(xié)議基于IPv6，因此可以輕松處理數(shù)百萬個IoT設(shè)備。不僅如此，每個物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都可以有其唯一的IP地址，這使得設(shè)備所有者可以輕松地跟蹤設(shè)備并提高其安全性。IPv6提供了用于復(fù)雜控制系統(tǒng)的運輸系統(tǒng)，并通過消耗更少的功率和更少的成本使企業(yè)也可以與設(shè)備進行通信，因此我們可能會看到其日漸普及。

12.尼爾

與Sigfox一樣，Neul也使用1 GHz以下的頻段。它使用從470 MHz到900 MHz的不同頻率來創(chuàng)建低功耗，高覆蓋范圍和低成本的無線網(wǎng)絡(luò)。它使用失重通信技術(shù)，這是一種新的無線廣域網(wǎng)技術(shù)，旨在取代現(xiàn)有的通信技術(shù)，例如IoT設(shè)備的GPRS，CDMA，3G和4G LTE。使用該協(xié)議的IoT設(shè)備消耗的功耗從20到30mA不等，并且可以以每秒100位到每秒100 KB的速率傳輸數(shù)據(jù)。