常用的物联网协议有哪些?
物联网协议包括物理层协议、数据链路层协议和应用层协议,常见有如下几种:
MQTT协议
MQTT 全称为 Message Queuing Telemetry Transport(消息队列遥测传输)是一种基于发布/订阅范式的“轻量级”消息协议,由 IBM 的Andy Stanford-Clark和Arcom的AR冷Nipper于1999年为了一个通过卫星网络连接输油管道的项目开发的。MQTT协议在设计之初就包含了以下几个特点。
- 实现简单
- 提供数据传输的QoS
- 轻量、占用带宽低
- 可传输任意类型的数据
- 可保持的会话(Session)
IBM公司在2013年就向结构化资讯标准促进组织提交了 MQTT 3.1 版规范,并附有相关章程,以确保只能对规范进行少量更改。
MQTT协议是为大量计算能力有限,且工作在低带宽、不可靠的网络的远程传感器和控制设备通讯而设计的协议,它具有以下主要的几项特性:
1、使用发布/订阅消息模式,提供一对多的消息发布,解除应用程序耦合;
2、对负载内容屏蔽的消息传输;
3、使用 TCP/IP 提供网络连接;
4、有三种消息发布服务质量:
5、小型传输,开销很小(固定长度的头部是 2 字节),协议交换最小化,以降低网络流量;
6、使用 Last Will 和 Testament 特性通知有关各方客户端异常中断的机制。
MQTT-SN协议
MQTT-SN(MQTT for Sensor Networks)是MQTT协议的传感器版本,基于TCP协议的MQTT对有些传感器来说还是负载太重了,这些传感器可能只有几十个字节的内存,无法运行TCP协议。MQTT-SN对MQTT对内存受限的微处理器做了适当的优化,使之能够跑在这种处理器上。
MQTT-SN协议采用UDP协议传输数据。
在MQTT-SN架构图中,存在三种组件:
- MQTT-SN 客户端
- MQTT-SN 网关,可单独存在,也可以被集成到MQTT服务器中。需要承担MQTT-SN和MQTT协议之间的转换工作
- MQTT-SN 转发器,负责转发当前客户端数据到不可直接访问的网关上去,针对客户端而言网关不可直接访问时,转发器作用就凸显。转发器封装MQTT-SN消息转发给网关,解封来自网关的消息发送给客户端。网关不能够篡改原始数据。
CoAP协议
Coap(Constrained Application Protocol)是一种在物联网世界的类web协议,它的详细规范定义在 RFC 7252。COAP名字翻译来就是“受限应用协议”,顾名思义,使用在资源受限的物联网设备上。物联网设备的ram,rom都通常非常小,运行TCP和HTTP是不可以接受的。
COAP协议特点
1 COAP协议网络传输层由TCP改为UDP。COAP协议层
2 它基于REST,server的资源地址和互联网一样也有类似url的格式,客户端同样有POST,GET,PUT,DELETE方法来访问server,对HTTP做了简化。
3 COAP是二进制格式的,HTTP是文本格式的,COAP比HTTP更加紧凑。
4 轻量化,COAP最小长度仅仅4B,一个HTTP的头都几十个B了。
5 支持可靠传输,数据重传,块传输。 确保数据可靠到达。
6 支持IP多播, 即可以同时向多个设备发送请求。
7 非长连接通信,适用于低功耗物联网场景。
LwM2M协议
LwM2M的全称是Lightweight Machine-To-Machine,它的名称里面包含了这么两个重要含义:1)这个协议是轻量级的;2)这个协议适用于物联网设备。
LwM2M协议是由OMA(Open Mobile Alliance)提出并定义的。OMA这个组织专注于移动通讯以及物联网产业的标准开发,给自己的定位是“规范大工厂”。随着“万物皆可联”概念的兴起,物联网终端数目急剧膨胀,也不再局限于智能手机这样的强力大块头。有很多设备,要么电量有限,要么内存有限,要么可使用带宽有限,之前那些适于强劲终端设备管理的协议对它们来说有些太重了难以承受,因此,为了照顾到这些资源有限的小个子设备们,LwM2M协议在2013年底诞生了。目前的成熟版本号依然是1.0,OMA的专家们正在努力整1.1版。
HTTP协议
物联网设备使用HTTP协议传输数据也是一种常用的方式,而且HTTP协议是个很成熟的东西,在服务器上很容易部署。
HTTP协议并不是很复杂的东西。其处在互联网的应用层,因此这个协议只是规定了数据包的格式。具体的数据传递则是由TCP/IP来实现的。
LoRaWAN协议
LoRaWAN是 LoRa联盟推出的一个基于开源的MAC层协议的低功耗广域网(Low Power Wide Area Network, LPWAN)标准。这一技术可以为电池供电的无线设备提供局域、全国或全球的网络。LoRaWAN瞄准的是物联网中的一些核心需求,如安全双向通讯、移动通讯和静态位置识别等服务。该技术无需本地复杂配置,就可以让智能设备间实现无缝对接互操作,给物联网领域的用户、开发者和企业自由操作权限。
NB-IoT协议
NB-IoT(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具备四大特点:
• 强连接:轻松支持大量设备联网需求;
• 高覆盖:对于厂区、地下车库、井盖这类对深度覆盖有要求的应用很适用;
• 低功耗:NB-IoT聚焦小数据量、小速率应用特别对于一些不能经常更换电池的设备和场合,如安置于高山荒野偏远地区中的各类传感监测设备;
• 低成本:低速率、低功耗、低带宽