物联网协议选择指南：12种常用协议对比分析

12种最常用的物联网协议和标准

并非每种物联网通信协议都适合每个部署或设备，所以在选择之前，需谨慎考虑。

为什么物联网协议很重要？

物联网的好处和价值来自于使组件能够进行通信；这种通信能力使数据从端点设备通过物联网管道移动到中央服务器。

这种通信通过物联网协议进行，确保连接环境中的下一步和后续步骤接收并理解从端点设备发送的数据，无论该数据的下一步是发送到另一个端点设备还是网关亦或是应用程序。

物联网中有多少种协议？

物联网协议众多，每一种协议都提供某些功能或功能组合，使其比特定物联网部署的其他选项更可取。

每个物联网协议都支持设备到设备、设备到网关或设备到云/数据中心通信，或这些通信的组合。

地理位置和特殊位置、功耗需求、电池供电选项、物理障碍的存在和成本等因素决定了物联网部署中哪种协议是最佳的。

12种最常见的物联网协议

技术人员在构建网络以服务其物联网生态系统时可以从多种通信协议中进行选择。最常见的包括以下内容。

1、AMQP

AMQP是高级消息队列协议的缩写，是一种开放标准协议，用于更多面向消息的中间件。因此，无论使用什么消息代理或平台，它都可以实现系统之间的消息传递互操作性。即使在远距离或网络状况不佳的情况下，也能提供安全性、互操作性以及可靠性。即使系统不同时可用，它也支持通信。

2、蓝牙和BLE

蓝牙是一种短距离无线技术，使用短波长、超高频无线电波。它最常用于音频流，但也已成为无线和连接设备的重要推动者。因此，这种低功耗、低范围的连接选项是个人局域网和物联网部署的首选。

另一种选择是低功耗蓝牙，称为蓝牙LE或BLE，这是针对物联网连接优化的新版本。顾名思义，BLE的功耗比标准蓝牙低，这使得它在许多用例中特别有吸引力，例如消费者方面的健康和健身追踪器以及智能家居设备以及商业方面的店内导航。

3、蜂窝网络

蜂窝网络是物联网应用中最广泛使用和众所周知的选项之一，也是通信距离较长的部署的最佳选项之一。尽管2G和3G传统蜂窝标准现已被淘汰，但电信正在迅速扩大更新的高速标准的覆盖范围，即4G/LTE和5G。蜂窝提供高带宽和可靠的通信。它能够发送大量数据，这对于许多物联网部署来说是一项重要功能，但成本和功耗也相对较高。

4、 CoAP

CoAP是基于HTTP的物联网系统的应用层协议 ，其依靠用户数据报协议来建立安全通信并实现多点之间的数据传输。CoAP通常用于机器对机器(M2M)应用，即使存在低带宽、低可用性和/或低能耗设备，CoAP也能让受限设备加入物联网环境。

5、 DDS

DDS是一种中间件协议和API标准，用于实时系统的以数据为中心的连接，提供低延迟、高可靠性和可扩展的架构。 该M2M标准使用发布-订阅模式实现高性能和高度可扩展的实时数据交换。

6、LoRa和LoRaWAN

LoRa是一种远程非蜂窝无线技术，具有低功耗和安全数据传输功能，适用于M2M应用和物联网部署。它是一项专有技术，现已成为Semtech射频平台的一部分。Semtech是LoRa联盟的创始成员，该联盟现在是LoRa技术的管理机构。LoRa联盟还设计并现在维护LoRaWAN，这是一种基于云的开放协议，使物联网设备能够与LoRa进行通信。

7、LWM2M

LWM2M是专为传感器网络和M2M环境需求而设计的设备管理协议，因此，对于处理和存储能力有限的低功耗设备来说，是一个不错的选择。

8、MQTT

开发于1999年，最初称为消息队列遥测传输，现在简称为MQTT。该协议中不再有任何消息队列。MQTT使用发布-订阅架构来实现M2M通信。其简单的消息传递协议适用于受限设备，并支持多个设备之间的通信。它设计用于低带宽情况，例如不可靠网络上的传感器和移动设备。该功能使其成为连接具有较小代码占用空间的设备以及由于带宽限制或不可靠连接而导致不同程度的延迟的无线网络的普遍首选选择。MQTT最初是一种专有协议，现在是连接物联网和工业物联网设备的领先开源协议。

9、 Wi-Fi

鉴于Wi-Fi在家庭、商业和工业建筑中的普遍存在，它是一种常用的物联网协议。它提供快速数据传输并能够处理大量数据。Wi-Fi特别适合中短距离的LAN环境。此外，Wi-Fi的多种标准（家庭和某些企业中最常见的是802.11n）为技术人员提供了部署选择。然而，许多Wi-Fi标准（包括家庭常用的标准）对于某些物联网用例（尤其是低功耗/电池供电设备）而言过于耗电。这限制了Wi-Fi作为某些部署的选项。此外，Wi-Fi的低范围和低可扩展性也限制了其在许多物联网部署中使用的可行性。

10、XMPP

追溯到2000年代初，当时Jabber开源社区首次设计了用于实时人与人通信的可扩展消息传递和状态协议，XMPP现在用于轻量级中间件中的M2M通信以及路由XML数据。XMPP支持网络上多个实体之间结构化但可扩展的数据的实时交换，最常用于面向消费者的物联网部署，例如智能设备。它是XMPP标准基金会支持的开源协议。

11、 Zigbee

Zigbee是一种网状网络协议，专为楼宇和家庭自动化应用而设计，是物联网环境中最流行的网状协议之一。Zigbee是一种短距离、低功耗协议，可用于扩展多个设备之间的通信。它的范围比BLE更长，但数据速率比BLE更低。它由Zigbee联盟监管，提供灵活的自组织网格、超低功耗和应用程序库。

12、 Z-Wave

另一个专有选项Z-Wave是一种基于低功耗射频技术构建的无线网状网络通信协议。与蓝牙和Wi-Fi一样，Z-Wave允许智能设备进行加密通信，从而为物联网部署提供一定程度的安全性。它通常用于家庭自动化产品和安全系统，以及商业应用，例如能源管理技术。它在美国以908.42MHz无线电频率运行；不过，其频率因国家而异。Z-Wave得到Z-Wave联盟的支持，该联盟是一个致力于扩展使用Z-Wave的设备的技术和互操作性的成员联盟。

总结

这些协议和标准构成了物联网通信的基础，使得设备能够高效、安全地交换数据。选择合适的协议需要考虑地理位置、功耗需求、成本等因素，以确保物联网解决方案的最佳性能。