物联网协议是物联网技术堆栈的关键部分-没有它们，硬件将毫无用处，因为物联网协议使它能够以结构化和有意义的方式进行通信交换数据。从这些传输的数据中，可以为最终用户提取有用的信息，因此，整个部署在经济上变得有利可图，尤其是在物联网设备管理方面。在谈论物联网时，我们总是在考虑通信。传感器、设备、网关、服务器和用户应用程序之间的交互是使物联网成为现实的基本特征。但是，让所有这些智能事物交流和互动的是物联网协议，可以将其视为物联网设备用于通信的语言。物联网协议概述受限应用协议(CoAP)现有互联网基础设施可免费使用并可用于任何物联网设备，但事实证明，对于大多数物联网用例而言，它往往过于笨重且耗电。受限应用协议(CoAP)由IETF受限RESTful环境工作组创建并于2013年推出，旨在改造HTTP模型，使其可用于受限设备和网络环境。CoAP旨在满足基于HTTP的物联网系统的需求，它依靠用户数据报协议(UDP)在端点之间建立安全通信。通过允许广播和多播，UDP能够将数据传输到多个主机，同时保持通信速度和低带宽使用率，这使其成为通常用于资源受限M2M环境中的无线网络的理想选择。CoAP与HTTP共享的另一件事是RESTful架构，它支持应用程序端点之间的请求/响应交互模型。此外，CoAP使用基本的HTTPget、post、put和delete方法，因此在客户端交互时可以避免歧义。CoAP有一个服务质量，它控制发送的消息并相应地将消息标记为“可确认”或“不可确认”，这表明接收方是否应该返回“确认”。CoAP的其他有趣特性是它支持内容协商和资源发现机制。除了传输IoT数据外，CoAP还利用数据报传输层安全性(DTLS)在传输层中安全地交换消息。CoAP完全满足极轻协议的需求，以满足电池供电或低能耗设备的需求。总而言之，CoAP非常适合现有的基于Web服务的物联网系统。消息队列遥测传输(MQTT)可能是迄今为止工业物联网中采用最广泛的标准，消息队列遥测传输是一种轻量级发布/订阅类型(pub/sub)消息传递协议。MQTT专为电池供电的设备而设计，其架构简单轻便，为设备提供低功耗。它基于TCP/IP协议，专为不可靠的通信网络设计，以应对近年来网络中出现的越来越多的小型、廉价和低功耗对象。MQTT基于订阅者、发布者和代理模型。在该模型中，发布者的任务是收集数据并通过中间层（即代理）将信息发送给订阅者。另一方面，经纪人的作用是通过交叉检查发布者和订阅者的授权来确保安全。MQTT提供了三种方式来实现这一点（服务质量），发布者可以通过这些方式定义其消息的质量：QoS0（最多一次）：最不可靠但速度最快的模式。已发送出版物，但未收到确认。QoS1(atleastonce)：保证消息至少传递一次，但可能会收到重复的消息。QoS2（恰好一次）：最可靠的模式，同时消耗最多的带宽。控制重复以确保消息只传递一次。MQTT广泛应用于物联网设备，如电表、车辆、探测器以及工业或卫生设备，因此它可以很好地满足以下需求：最小带宽使用量通过无线网络运行低能耗必要时具有良好的可靠性处理和内存资源尽管由于消息通过TCP传输并管理长主题名称，因此MQTT的特性对于某些限制性很强的设备可能会出现问题。这可以通过使用UDP并支持主题名称索引的MQTT-SN变体来解决。然而，尽管被广泛采用，MQTT并不支持定义良好的数据表示和设备管理结构模型，这使得其数据管理和设备管理功能的实现完全是特定于平台或特定于供应商的。WIFI创建Wi-Fi网络需要能够发送无线信号的设备，即手机、计算机或路由器等设备。在家里，路由器用于承载从公共网络到私人家庭或办公室网络的Internet连接。WiFi为一定范围内的附近设备提供互联网连接。另一种使用WiFi的方法是创建WiFi热点，手机或计算机可以通过广播信号与其他设备共享无线或有线互联网连接。WiFi使用在特定频率（例如2.4GHz或5GHz信道）上广播信息的无线电波。两个频率范围都有多个通道，不同的无线设备可以通过这些通道进行操作，这有助于分配负载，从而不会中断设备的各个连接。这在很大程度上防止了无线网络的溢出。标准WiFi连接的典型范围是100米。然而，最常见的范围仅限于10-35米。有效的网络覆盖受天线强度或传输频率的影响很大。WiFi互联网连接的范围和速度取决于环境以及它是否提供内部或外部覆盖。因此，使用WiFi互联网连接的各种设备的速度会随着计算机靠近主要来源而增加，而随着计算机远离来源而降低。ZigBee基于ZigBee的网络的特点是低功耗、低吞吐量（高达250kbps）以及节点之间的连接范围为100米。典型应用包括传感器网络、个人网络(WPAN)、家庭自动化、警报系统和监控系统。其初始规范于2003年被确认为IEEE标准，第一个与其兼容的OEM模块ZigBee于2006年初开始批量销售。遥测系统，各种类型的传感器，监控设备，以及无线读取能量和热量表的测量值，ZigBee标准相对简单，抵抗通信错误和未经授权的读取，分组数据交换协议，通常在要求相对较小的设备中实现（如微控制器、传感器等）。ZigBee基于自组装和自修复的网状拓扑结构，因此易于安装和维护。它还可以轻松扩展到数千个节点，如今，许多供应商都提供支持这一开放标准的设备。蓝牙蓝牙是一种允许各种电子设备无线连接的技??术，如电话、键盘、电脑、膝上型电脑、鼠标、PDA、打印机、耳机或免提电话等。如果你不想要一个类似wiki的定义，这是IEEE802.15.1规范中描述的开放标准，其技术规范包括三个级别的ERP1-3发射功率，用于100、10和1米的开放空间。最常见的类别是第二类(10m)，它允许您连接位于不同房间甚至不同楼层的设备。该标准使用2.4GHzISM频段的无线电波，支持它的设备是蓝牙适配器。在蓝牙技术中，数据以数据包的形式发送到带宽为1Mhz的79个通道之一（对于最古老的蓝牙1.0标准），这确保了721kbit/s的最大传输速度。最新的蓝牙4.0标准有40个通道，带宽为2Mhz，保证最高数据传输速度可达3Mb/s。值得一提的是，承诺更快数据传输和更高安全性的新蓝牙标准也与旧版本兼容。ExtensibleMessagingandPresenceProtocol(XMPP)由Jabber开源社区于1999年开发，最初用于实时消息传递。这种面向消息中间件的通信物联网协议是基于XML语言的。它允许在两个或多个网络客户端之间实时交换结构化但可扩展的数据。自诞生以来，XMPP就作为一种通信协议得到了广泛的应用。随着时间的推移，随着轻量级XMPP规范的出现：XMPP-IoT，它继续在物联网环境中使用。作为一个开放的社区支持标准，XMPPIoT的优势在于地址和可扩展性特性，使其成为面向消费者的IoT部署的理想选择。在使用XMPP进行物联网通信的缺点中，应该注意的是它既不提供服务质量也不提供端到端加密。由于这些限制以及其他因素，其在物联网中的应用预计将与行业保持松散联系，因为该协议肯定不会成为日常数据交换和管理的标准。资源受限的设备，例如MQTT或LwM2M。数据分发服务（DDS）DDS协议是在发布-订阅方式的基础上发展起来的。由对象管理组织(OMG)设计的用于实时M2M通信的DDS协议可在独立于硬件和软件平台的连接设备之间实现可扩展、可靠、高性能和可互操作的数据交换。DDS支持无代理架构和组播，以提供高质量的QoS并确保互操作性。DDS协议的架构基于以数据为中心的发布-订阅层(DCPS)和可选的数据本地重建层(DLRL)。DCPS层负责为订阅者提供资源感知、可扩展和高效的数据分发，而DLRL则提供DCPS功能的接口，允许数据在物联网连接的对象之间传输。虽然不是典型的物联网解决方案，但DDS仍然可以在一些工业物联网部署中找到它的应用，例如：空中交通管制、智能电网管理、自动驾驶汽车、交通系统、机器人、发电和医疗保健服务。总体而言，DDS可用于管理轻型设备之间的数据交换和大型高性能传感器网络的互连。它还可以从云端发送和接收数据。AdvancedMessageQueuingProtocol(AMQP)AMQP是一种开放标准的发布/订阅类型协议，起源于2003年，起源于金融服务行业。尽管它在ICT方面取得了一些进展，但它在物联网行业的应用仍然很大程度上受到限制。AMQP规范描述了消息定向、队列、路由（包括点对点和发布订阅）、可靠性和安全性等功能。AMQP的最大好处可能是其强大的通信模型。AMQP可以保证完整的交易——虽然有用，但它并不总是物联网应用程序所需要的。因为AMQP很重，它不适合内存、功率或网络带宽有限的传感器设备，但对于个别物联网用例，它可能是唯一适合端到端应用程序的协议，包括工业重型机械等示例或SCADA系统，其中设备和网络通常更强大。LightweightM2M(LwM2M)LwM2M不同于其他应用于物联网的协议，LwM2M是专门为满足资源受限设备的综合处理需求而设计的。它由开放移动联盟（现为OMASpecWorks）于2014年推出，为物联网数据通信和设备管理提供了明确的标准。为什么要关心物联网协议？智能设备与普通设备的区别在于，后者在出现故障时会保持沉默，而前者可以在遇到任何问题时与其他设备（不仅是同类型）通话，并且需要，沟通故障给用户或自动求助。但是，只有存在通信介质（给定物联网生态系统中的所有设备都可以共享并能够交流的通用“语言”）时，这种交互的每个实例才有可能实现。在物联网中，这种媒介是由物联网协议提供的：要么是已经使用了很长时间的互联网协议，要么是专门为连接设备进行通信而开发的物联网协议。这是物联网需要标准化物联网协议的原因之一。它们有助于避免进一步的权力下放，从而最大限度地降低安全威胁的风险。虽然这似乎是每个人都同意的肯定，但迄今为止很少有人提出统一所有物联网通信的全球标准的提案。然而，在过去几年中，物联网已经出现了旨在应对挑战并提供多功能性而又不牺牲安全性、速度和易于部署的协议。OMA轻量级M2M是一种物联网协议，可满足各种设备管理用例的特定需求，同时提供通用标准，同时提供适用的解决方案，如本文后面所述。另一方面，物联网的碎片化是物联网本身性质的结果：物联网中技术和标准多样性所代表的异质性与物联网旨在连接的世界中物联网的多样性相匹配。同样，物联网通信有很多方面，每个方面都有自己的协议类型用于自己的目的。物联网协议可以根据它们在网络中扮演的角色进行划分。协议用于连接基础设施（例如6LowPAN）、通信（Wi-Fi、蓝牙）、数据传输（MQTT、CoAP、XMPP）、安全性（DTLS）、设备管理和遥测（LwM2M）等。结论在过去的二十年里，物联网在全球范围内持续快速发展。它已经遍及制造、医疗、汽车、安防、交通等多个行业分支，极大地提升了企业的能力，为企业带来了经济价值。如今，物联网支持数十种不同的物联网协议。考虑到这一点，许多物联网专家开始呼吁全球协议标准化。然而，由于固有的碎片化，物联网市场可能永远不需要一个包罗万象的标准。随着物联网行业中出现越来越多的应用程序和用例，为其目的部署合适的物联网协议也将随之而来。再次强调，安全有效的设备管理是全球物联网网络可持续发展的基石。这就是为什么描述和理解各种物联网协议非常重要的原因之一。所以真正需要的是了解您自己的业务需求和要求
