物联网常见协议最全讲解

物联网通信协议有很多种，它们具有不同的性能、通信速率、覆盖范围、功率和内存，本文从以下几个维度对物联网常见的几种协议进行阐述。

应用层协议

1、MQTT

MQTT(Message Queue Telemetry Transport，遥测传输协议)，其主要提供了订阅/发布两种消息模式，更为简约、轻量，易于使用，特别适合于受限环境（带宽低、网络延迟高、网络通信不稳定）的消息分发，属于物联网（Internet of Thing）的一个标准传输协议。
在很多情况下，包括受限的环境中，如：机器与机器（M2M）通信和物联网（IoT）。在通过卫星链路通信传感器、偶尔拨号的医疗设备、智能家居、及一些小型化设备中已广泛使用。

2、CoAP

CoAP（Constrained Application Protocol）是一种在物联网世界的类Web协议，适用于需要通过标准互联网网络进行远程控制或监控的小型低功率传感器、开关、阀门和类似的组件，服务器对不支持的类型可以不响应。

3、DDS

DDS（Data Distribution Service）分布式实时数据分发服务中间件协议，它是分布式实时网络里的“TCP/IP”，用来解决实时网络中的网络协议互联，其作用相当于“总线上的总线”。

4、XMPP

XMPP是一种基于标准通用标记语言的子集XML的协议，它继承了在XML环境中灵活的发展性。因此，基于XMPP的应用具有超强的可扩展性。经过扩展以后的XMPP可以通过发送扩展的信息来处理用户的需求，以及在XMPP的顶端建立如内容发布系统和基于地址的服务等应用程序。

5、AMQP

AMQP，即Advanced Message Queuing Protocol，一个提供统一消息服务的应用层标准高级消息队列协议，是应用层协议的一个开放标准，为面向消息的中间件设计。基于此协议的客户端与消息中间件可传递消息，并不受客户端/中间件不同产品，不同的开发语言等条件的限制。Erlang中的实现有RabbitMQ等。

6、REST/HTTP

RESTful API是基于HTTP协议的一种实现。（HTTP是一个应用层的协议，特点是简捷、快速）。RESTful是一种基于资源的软件架构风格。所谓资源，就是网络上的一个实体，或者说是网络上的一个具体信息。一张图片、一首歌曲都是一个资源。

满足Rest规范的应用程序或设计就是RESTful，根据Rest规范设计的API，就叫做RESTful API

7、FTP

FTP是一个8位的客户端-服务器协议，能操作任何类型的文件而不需要进一步处理，就像MIME或Unicode一样。但是，FTP有着极高的延时，这意味着，从开始请求到第一次接收需求数据之间的时间，会非常长；并且不时的必须执行一些冗长的登陆进程。

网络层协议

1、IPv4
互联网通信协议第四版，是网际协议开发过程中的第四个修订版本，也是此协议第一个被广泛部署的版本。IPv4是互联网的核心，也是使用最广泛的网际协议版本。
2、IPv6
互联网协议第6版，由于IPv4最大的问题在于网络地址资源有限，严重制约了互联网的应用和发展。IPv6的使用，不仅能解决网络地址资源数量的问题，而且也解决了多种接入设备连入互联网的障碍。
3、TCP
传输控制协议（TCP，Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。TCP旨在适应支持多网络应用的分层协议层次结构。连接到不同但互连的计算机通信网络的主计算机中的成对进程之间依靠TCP提供可靠的通信服务。

4、6LoWPAN
6LoWPAN是一种基于IPv6的低速无线个域网标准，即IPv6overIEEE802.15.4。

5、RPL

低功耗有损网络路由协议（Routing Protocol for LLN），该路由协议主要用于智能物件网络，专为受限的设备通过有损（有线的、无线的）链路互联构成的LLN设计的。

硬件层协议

1. 近距离通信-感应层

（1）RFID

射频识别（RFID）是Radio Frequency Identification的缩写。其原理为阅读器与标签之间进行非接触式的数据通信，达到识别目标的目的。RFID的应用非常广泛，典型应用有动物晶片、汽车晶片防盗器、门禁管制、停车场管制、生产线自动化、物料管理。完整的RFID系统由读写器(Reader)、电子标签(Tag)和数据管理系统三部分组成。

（2）Bluetooth

蓝牙技术是一种无线数据和语音通信开放的全球规范，它是基于低成本的近距离无线连接，为固定和移动设备建立通信环境的一种特殊的近距离无线技术连接，一般有效的范围在10米左右。
蓝牙能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。利用“蓝牙”技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化设备与因特网Internet之间的通信，从而数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。

（3）IRdA

IrDA是红外数据组织（Infrared Data Association）的简称，IrDA协议支持通过远红外线传输数据，不仅支持发送和打印机服务，还可以通过远红外线接口创建多台计算机之间的连接。在Windows 2000/2003 Server中没有集成该协议，如果要使用远红外线功能，可以使用Windows 2002/2003中提供的支持IrDA协议的其他软件。

（4）NFC

NFC的中文简称近场通信技术，“近场”是指临近电磁场的无线电波。。NFC是在非接触式射频识别(RFID)技术的基础上，结合无线互连技术研发而成，它为我们日常生活中越来越普及的各种电子产品提供了一种十分安全快捷的通信方式，主要应用在门禁、考勤、访客、会议签到、巡更等领域。NFC具有人机交互、机器间交互等功能。

（5）Dash7

DASH7协议是一个开放的无线传感器网络标准，由DASH7联盟制定。DASH7采用的是BLAST网络技术，支持突发性的数据流传输，比如视频或者音频。DASH7被定义为低功耗、 中距离、异步通信网络协议，来处理比较小而且突发的请求命令、响应方式的设备之间传输的数据包，不需要定期的网络“握手”或者设备同步。最大数据包的大小为256字节。在传输过程中可能会出现多个连续的数据包，但是通常会尽量避免这种情况出现。

2. 近距离蜂窝通信-网络层

(1) 2G/3G/4G

2G/3G/4G通信协议，分别指第二、三、四代移动通信系统协议。

(2) 5G

第五代移动通信技术，是最新一代蜂窝移动通信技术。5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。

(3) NB-IOT

窄带物联网（Narrow Band Internet of Things）成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180kHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。NB-IoT聚焦于低功耗、广覆盖物联网市场，是一种可在全球范围内广泛应用的新兴技术。具有覆盖广、连接多、速率快、成本低、功耗低、架构优等特点。

NB-IoT网络带来的场景应用包括智能停车、智能消防、智能水务、智能路灯、共享单车和智能家电等。

3. 远距离非蜂窝网络-终端设备

(1) ZigBee

ZigBee是一种低速短距离传输的无线通信协议，是一种高可靠的无线数传网络，主要特色有低速、低耗电、低成本、支持大量网上节点、支持多种网上拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。

ZigBee技术是一种新型技术，主要是依靠无线网络进行传输，它能够近距离的进行无线连接，属于无线网络通讯技术。它的每个网络端口可以最多接入6.5万多个端口，使得它在物联网行业逐渐成为一个主流技术，在工业、农业、智能家居等领域得到大规模的应用。

(2) WiFi

由于前几年家用WiFi路由器以及智能手机的迅速普及，WiFi协议在智能家居领域也得到了广泛应用。WiFi协议最大的优势是可以直接接入互联网。相对于ZigBee，采用Wifi协议的智能家居方案省去了额外的网关，相对于蓝牙协议，省去了对手机等移动终端的依赖。商用WiFi在城市公共交通、商场等公共场所的覆盖，将商用WiFi的场景应用潜力表露无疑。

(3) z-Wave

z-Wave是一种新兴的基于射频的、低成本、低功耗、高可靠、适于网络的短距离无线通信技术。工作频带为908.42MHz(美国)~868.42MHz(欧洲)，采用FSK(BFSK/GFSK)调制方式，数据传输速率为9.6 kbps，信号的有效覆盖范围在室内是30m，室外可超过100m，适合于窄宽带应用场合。

随着通信距离的增大，设备的复杂度、功耗以及系统成本都在增加，相对于现有的各种无线通信技术，Z-Wave技术将是最低功耗和最低成本的技术，有力地推动着低速率无线个人区域网。

(4) LoRa

LoRa(LongRange，远距离)是一种调制技术，与同类技术相比，提供更远的通信距离。LoRa网关、烟感、水监测、红外探测、定位、排插等广泛应用物联网产品。作为一种窄带无线技术，LoRa是使用到达时间差来实现地理定位的。

LoRa定位的应用场景：智慧城市和交通监控、计量和物流、农业定位监控。

4. 有线通信-设备连接

(1) MBus

MBus远程抄表系统（symphonicmbus），是欧洲标准的2线的二总线，主要用于消耗测量仪器诸如热表和水表系列。

(2) USB

USB，是英文UniversalSerialBus（通用串行总线）的缩写，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯，是应用在PC领域的接口技术。

(3) RS232/RS485串口通信协议

串口通信协议是指规定了数据包的内容，内容包含了起始位、主体数据、校验位及停止位，双方需要约定一致的数据包格式才能正常收发数据的有关规范。在串口通信中，常用的协议包括RS-232、RS-422和RS-485。
串口通信是指外设和计算机间，通过数据线按位进行传输数据的一种通讯方式。这种通信方式使用的数据线少，在远距离通信中可以节约通信成本，但其传输速度比并行传输低。大多数计算机(不包括笔记本)都包含两个RS-232串口。串口通信也是仪表仪器设备常用的通信协议。

(4) Ethernet

Ethernet一般指以太网。 以太网是一种计算机局域网技术。IEEE组织的IEEE802.3标准制定了以太网的技术标准，它规定了包括物理层的连线、电子信号和介质访问层协议的内容。

以太网有两类：第一类是经典以太网，第二类是交换式以太网，使用了一种称为交换机的设备连接不同的计算机。经典以太网是以太网的原始形式，运行速度从3~10 Mbps不等；而交换式以太网正是广泛应用的以太网，可运行在100、1000和10000Mbps那样的高速率，分别以快速以太网、千兆以太网和万兆以太网的形式呈现。 

以上就是关于物联网的通信协议的详解。没有一种通信协议是最好的，也没有一种协议适合每一种部署。企业技术人员必须根据各自情况来确定哪种协议最适合。这些决定应权衡一系列因素，从连接设备的电源需求和这些设备的位置，到部署所在的地理规模和功能，再到部署的安全要求。