在過(guò)去的10年里，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)變得更加經(jīng)濟(jì)有效。[常用物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議匯總，究竟該用哪一個(gè)?附優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比]。設(shè)備成本更便宜、更節(jié)能，體型也更小，而且功能也越來(lái)越優(yōu)化，可以在物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)中扮演特定的角色，以創(chuàng)建新的業(yè)務(wù)模型。在接下來(lái)的20年里，我們可以將一萬(wàn)億臺(tái)設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)上。連接的設(shè)備越多，就越能夠發(fā)現(xiàn)更多的業(yè)務(wù)改進(jìn)機(jī)會(huì)，并利用物聯(lián)網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)這些機(jī)會(huì)。
現(xiàn)在，必要的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)接近成熟，功能性物聯(lián)網(wǎng)解決方案也正在加速落地。一股物聯(lián)網(wǎng)的浪潮已經(jīng)開(kāi)始沖擊市場(chǎng)，它們有著各種各樣的架構(gòu)、功能集和應(yīng)用程序。雖然在投資物聯(lián)網(wǎng)硬件或完整的物聯(lián)網(wǎng)解決方案時(shí)需要考慮諸多因素，但了解物聯(lián)網(wǎng)傳感器可用的協(xié)議，以及前瞻性的商業(yè)決策者如何做出協(xié)議的最佳選擇，無(wú)論是目前還是長(zhǎng)期，都是至關(guān)重要的。
如何選擇物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議？
物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)使用的網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)言，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)解決方案的整體部署的可行性至關(guān)重要。協(xié)議規(guī)定了物聯(lián)網(wǎng)解決方案通信的范圍、格式和復(fù)雜性，并在確定成本和功能性方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。
因此，如果你對(duì)部署你自己的物聯(lián)網(wǎng)感興趣，那應(yīng)該如何選擇一個(gè)適合的需求和規(guī)模的協(xié)議呢?有兩個(gè)關(guān)鍵要素需要考慮:
功耗——傳感器需要在電池供電的情況下使用幾天、幾個(gè)月或幾年？他們需要多久發(fā)送一次數(shù)據(jù)？是否考慮使用一次性設(shè)備，還是使用可替換或可充電的電池？
連通性——通信必須覆蓋哪些范圍，以及它們需要在每條消息中發(fā)送多少數(shù)據(jù)？蜂窩網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商是否能維護(hù)我們的連接，或者你更愿意構(gòu)建私有網(wǎng)絡(luò)來(lái)運(yùn)行數(shù)據(jù)?
當(dāng)物聯(lián)網(wǎng)部署的需求涉及連通性時(shí)，通常會(huì)考慮：最低要求的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)置？用于聯(lián)網(wǎng)的是家庭或辦公室？是否可在普通Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行？所有組件均需連續(xù)供電？
對(duì)于需要小容量數(shù)據(jù)傳輸?shù)妮^大區(qū)域，如農(nóng)場(chǎng)、校園或城市，獨(dú)立的低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)是最理想的解決方案——LoRaWAN和SigFox是最流行的兩種低功耗廣域網(wǎng)。當(dāng)談到覆蓋區(qū)域和跨越邊界時(shí)，像NB-IoT或Cat-M這樣的蜂窩協(xié)議可能看起來(lái)更實(shí)用。
當(dāng)涉及到功耗、覆蓋范圍和成本時(shí)，兩者各有優(yōu)缺點(diǎn)。
許多通信技術(shù)眾所周知，如WiFi，藍(lán)牙，ZigBee和2G / 3G / 4G蜂窩，但也有幾個(gè)新興的新興網(wǎng)絡(luò)選項(xiàng)，如線程作為家庭自動(dòng)化應(yīng)用的替代品，以及在主要城市實(shí)施的空白電視技術(shù)用于更廣泛的基于IoT的用例。
根據(jù)應(yīng)用，范圍，數(shù)據(jù)要求，安全性和功率需求以及電池壽命等因素將決定某種形式的技術(shù)組合的選擇。這些是向開(kāi)發(fā)人員提供的一些主要通信技術(shù)。
藍(lán)牙
重要的短距離通信技術(shù)當(dāng)然是藍(lán)牙技術(shù)，在計(jì)算和許多消費(fèi)品市場(chǎng)中已經(jīng)變得非常重要。預(yù)計(jì)這是可穿戴產(chǎn)品的關(guān)鍵，特別是連接到物聯(lián)網(wǎng)，盡管可能通過(guò)智能手機(jī)在許多情況下。新的藍(lán)牙低功耗（BLE）或藍(lán)牙智能（如現(xiàn)在已被標(biāo)注）是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要協(xié)議。重要的是，雖然它提供了與藍(lán)牙類似的范圍，但它的設(shè)計(jì)旨在顯著降低功耗。
但是，Smart / BLE并不是真正設(shè)計(jì)用于文件傳輸，更適合于小塊數(shù)據(jù)。鑒于其在智能手機(jī)和許多其他移動(dòng)設(shè)備上的廣泛集成，因此在許多競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)的個(gè)人設(shè)備環(huán)境中肯定具有重大優(yōu)勢(shì)。根據(jù)藍(lán)牙SIG，超過(guò)90％的藍(lán)牙智能手機(jī)，包括iOS，Android和Windows的型號(hào)，預(yù)計(jì)到2018年將“智能就緒”。
使用藍(lán)牙智能功能的設(shè)備包含了基于射頻收發(fā)器，基帶和協(xié)議棧的基本數(shù)據(jù)速率和低能量核心配置的藍(lán)牙核心規(guī)范版本4.0（或更高版本 - 2014年底最新版本4.2） 。重要的是，版本4.2通過(guò)其互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議支持配置文件將允許藍(lán)牙智能傳感器通過(guò)6LoWPAN連接直接訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)（下面更多）。這種IP連接使得可以使用現(xiàn)有的IP基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)管理藍(lán)牙智能邊緣設(shè)備。有關(guān)藍(lán)牙4.2的更多信息，可從RS獲得各種藍(lán)牙模塊。
標(biāo)準(zhǔn)：藍(lán)牙4.2核心規(guī)格
頻率：2.4GHz（ISM）
范圍：50-150米（智能/ BLE）
數(shù)據(jù)速率：1Mbps（智能/ BLE）
Zigbee
ZigBee像藍(lán)牙一樣具有大量的操作基礎(chǔ)，盡管傳統(tǒng)上在工業(yè)環(huán)境中也是如此。ZigBee PRO和ZigBee遠(yuǎn)程控制（RF4CE）以及其他可用的ZigBee配置文件均基于IEEE802.15.4協(xié)議，該協(xié)議是以2.4GHz為目標(biāo)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，針對(duì)的應(yīng)用程序需要相對(duì)不頻繁的數(shù)據(jù)交換，在限制區(qū)域內(nèi)的距離在100米范圍內(nèi)，例如在家庭或建筑物中。
ZigBee / RF4CE在復(fù)雜系統(tǒng)中具有一些顯著的優(yōu)勢(shì)，提供低功耗操作，高安全性，魯棒性和高可擴(kuò)展性，具有高節(jié)點(diǎn)數(shù)量，并且有能力利用M2M和IoT應(yīng)用中的無(wú)線控制和傳感器網(wǎng)絡(luò)。ZigBee的最新版本是最近推出的3.0版本，它基本上是將各種ZigBee無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一為單一標(biāo)準(zhǔn)。ZigBee開(kāi)發(fā)的示例產(chǎn)品和套件包括TI的CC2538SF53RTQT ZigBee片上系統(tǒng)集成電路和CC2538 ZigBee開(kāi)發(fā)套件。
標(biāo)準(zhǔn)：基于IEEE802.15.4的ZigBee 3.0
頻率：2.4GHz
范圍：10-100米
數(shù)據(jù)速率：250kbps
Z波
Z-Wave是一種低功耗射頻通信技術(shù)，主要用于諸如燈控制器和傳感器之類的產(chǎn)品的家庭自動(dòng)化。針對(duì)數(shù)據(jù)速率高達(dá)100kbit / s的小數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)包的可靠和低延遲通信進(jìn)行了優(yōu)化，其工作在1GHz頻段，并且不受WiFi和其他無(wú)線技術(shù)在2.4 GHz范圍內(nèi)的干擾，如藍(lán)牙或ZigBee。它支持全網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，而不需要協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，并且是非常可擴(kuò)展的，可以控制多達(dá)232個(gè)設(shè)備。Z-Wave使用比其他一些更簡(jiǎn)單的協(xié)議，可以實(shí)現(xiàn)更快更簡(jiǎn)單的開(kāi)發(fā)，但與其他無(wú)線技術(shù)（如ZigBee等）的多種來(lái)源相比，唯一的芯片制造商是Sigma Designs。
標(biāo)準(zhǔn)：Z-Wave Alliance ZAD12837 / ITU-T G.9959
頻率：900MHz（ISM）
范圍：30m
數(shù)據(jù)速率：9.6 / 40 / 100kbit / s
6LowPAN
基于IP（Internet Protocol）的技術(shù)是6LowPAN（IPv6低功率無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)）。6LowPAN不是像藍(lán)牙或ZigBee這樣的IoT應(yīng)用協(xié)議技術(shù)，而是一種定義封裝和頭壓縮機(jī)制的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。該標(biāo)準(zhǔn)具有頻帶和物理層的自由度，也可以在多種通信平臺(tái)上使用，包括以太網(wǎng)，Wi-Fi，802.15.4和sub-1GHz ISM。一個(gè)關(guān)鍵的屬性是IPv6（互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議版本6）堆棧，這是近年來(lái)非常重要的介紹，以實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)。IPv6是IPv4的后繼者，為世界上每個(gè)人提供大約5 x 1028個(gè)地址，使世界上任何嵌入式對(duì)象或設(shè)備都擁有自己的唯一IP地址并連接到互聯(lián)網(wǎng)。例如，IPv6專為家庭或樓宇自動(dòng)化設(shè)計(jì)，提供了一種基本的傳輸機(jī)制，可以通過(guò)低功耗無(wú)線網(wǎng)絡(luò)以成本效益的方式生產(chǎn)復(fù)雜的控制系統(tǒng)和與設(shè)備進(jìn)行通信。
該標(biāo)準(zhǔn)旨在通過(guò)基于IEEE802.15.4的網(wǎng)絡(luò)發(fā)送IPv6數(shù)據(jù)包，并實(shí)施開(kāi)放IP標(biāo)準(zhǔn)，包括TCP，UDP，HTTP，COAP，MQTT和Websockets，該標(biāo)準(zhǔn)提供端對(duì)端可尋址節(jié)點(diǎn)，允許路由器將網(wǎng)絡(luò)連接到IP。6LowPAN是一種網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，具有強(qiáng)大的可擴(kuò)展性和自愈性。網(wǎng)狀路由器設(shè)備可以路由指定給其他設(shè)備的數(shù)據(jù)，而主機(jī)能夠長(zhǎng)時(shí)間睡眠。這里有6LowPAN的解釋，TI提供。
標(biāo)準(zhǔn)：RFC6282
頻率：（適用于各種其他網(wǎng)絡(luò)媒體，包括藍(lán)牙智能（2.4GHz）或ZigBee或低功率射頻（亞1GHz）
范圍：N / A
數(shù)據(jù)速率：N / A
線程
線程是一種針對(duì)家庭自動(dòng)化環(huán)境的新型基于IP的IPv6網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。基于6LowPAN，也喜歡它，它不是像藍(lán)牙或ZigBee這樣的IoT應(yīng)用協(xié)議。然而，從應(yīng)用的角度來(lái)看，它主要被設(shè)計(jì)為WiFi的補(bǔ)充，因?yàn)樗R(shí)別出WiFi對(duì)于許多消費(fèi)者設(shè)備而言是有利的，它在家庭自動(dòng)化設(shè)置中使用的限制。
線程組于2014年中推出，免版稅協(xié)議基于各種標(biāo)準(zhǔn)，包括IEEE802.15.4（作為無(wú)線空中接口協(xié)議），IPv6和6LoWPAN，并為物聯(lián)網(wǎng)提供了一種彈性的基于IP的解決方案。Thread專為從現(xiàn)有的IEEE802.15.4無(wú)線芯片供應(yīng)商（如飛思卡爾和Silicon Labs）工作，Thread支持使用IEEE802.15.4無(wú)線電收發(fā)器的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，能夠處理多達(dá)250個(gè)具有高級(jí)別身份驗(yàn)證和加密的節(jié)點(diǎn)。相對(duì)簡(jiǎn)單的軟件升級(jí)應(yīng)允許用戶在現(xiàn)有的支持IEEE802.15.4的設(shè)備上運(yùn)行線程。
標(biāo)準(zhǔn)：線程，基于IEEE802.15.4和6LowPAN
頻率：2.4GHz（ISM）
范圍：N / A
數(shù)據(jù)速率：N / A
無(wú)線上網(wǎng)(WIFI）
WiFi連接通常是許多開(kāi)發(fā)人員的明顯選擇，特別是考慮到局域網(wǎng)內(nèi)家庭環(huán)境中WiFi的普及。除了明確指出，現(xiàn)有基礎(chǔ)架構(gòu)廣泛，并提供快速的數(shù)據(jù)傳輸和處理大量數(shù)據(jù)的能力，這不需要進(jìn)一步的解釋。
目前，在家庭和許多企業(yè)中使用的最常見(jiàn)的WiFi標(biāo)準(zhǔn)是802.11n，其提供了在數(shù)百兆比特每秒的嚴(yán)格吞吐量，這對(duì)于文件傳輸是很好的，但對(duì)于許多IoT應(yīng)用來(lái)說(shuō)可能太耗電了。RS提供了一系列用于構(gòu)建基于WiFi的應(yīng)用的RF開(kāi)發(fā)套件。
標(biāo)準(zhǔn)：基于802.11n（今天最常見(jiàn)的用途）
頻率：2.4GHz和5GHz頻段
范圍：約50m
數(shù)據(jù)速率：最大600 Mbps，但根據(jù)所使用的通道頻率和天線數(shù)量（最新的802.11-ac標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)提供500Mbps至1Gbps），150-200Mbps更為典型。
蜂窩
需要更長(zhǎng)距離運(yùn)行的IoT應(yīng)用程序可以利用GSM / 3G / 4G蜂窩通信功能。雖然蜂窩電話顯然能夠發(fā)送大量的數(shù)據(jù)，特別是對(duì)于4G，但對(duì)于許多應(yīng)用來(lái)說(shuō)，費(fèi)用和功耗將會(huì)太高，但是對(duì)于傳輸速度非常低的基于傳感器的低帶寬數(shù)據(jù)項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，這是非常理想的互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)據(jù)量。該領(lǐng)域的一個(gè)關(guān)鍵產(chǎn)品是SparqEE系列產(chǎn)品，包括原始的小型CELLv1.0低成本開(kāi)發(fā)板和一系列與Raspberry Pi和Arduino平臺(tái)一起使用的屏蔽連接板。
標(biāo)準(zhǔn)：GSM / GPRS / EDGE（2G），UMTS / HSPA（3G），LTE（4G）
頻率：900/1800/1900 / 2100MHz
范圍：GSM最大35km; HSPA最長(zhǎng)200公里
數(shù)據(jù)速率（典型下載）：35-170kps（GPRS），120-384kbps（EDGE），384Kbps-2Mbps（UMTS），600kbps-10Mbps（HSPA），3-10Mbps
NFC
NFC（近場(chǎng)通信）是一種技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)電子設(shè)備之間的簡(jiǎn)單和安全的雙向交互，特別適用于智能手機(jī)，允許消費(fèi)者執(zhí)行非接觸式支付交易，訪問(wèn)數(shù)字內(nèi)容和連接電子設(shè)備。本質(zhì)上它擴(kuò)展了非接觸式卡技術(shù)的能力，并使設(shè)備能夠在距離小于4cm的情況下共享信息。此處提供更多信息。
標(biāo)準(zhǔn)：ISO / IEC 18000-3
頻率：13.56MHz（ISM）
范圍：10厘米
數(shù)據(jù)速率：100-420kbps
Sigfox
標(biāo)題另一種廣泛的技術(shù)是Sigfox，它的范圍在WiFi和蜂窩之間。它使用可免費(fèi)使用的ISM頻帶，而不需要獲取許可證，以便在非常窄的頻譜范圍內(nèi)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭B接對(duì)象和從連接對(duì)象傳輸數(shù)據(jù)。Sigfox的想法是，對(duì)于運(yùn)行在小型電池上的許多M2M應(yīng)用程序，只需要低級(jí)別的數(shù)據(jù)傳輸，則WiFi的范圍太短，而蜂窩電話太貴，并且功耗太大。Sigfox使用一種稱為超窄帶（UNB）的技術(shù)，僅用于處理每秒10至1,000位的低數(shù)據(jù)傳輸速度。與5000微瓦相比，蜂窩通信消耗的電量?jī)H為50微瓦，或者可以通過(guò)2.5Ah電池提供典型的待機(jī)時(shí)間20年，而蜂窩電話僅為0.2年。
已經(jīng)部署在成千上萬(wàn)個(gè)連接對(duì)象中，該網(wǎng)絡(luò)目前正在歐洲主要城市推出，其中包括英國(guó)的十個(gè)城市。該網(wǎng)絡(luò)提供了一個(gè)強(qiáng)大的，功率高效和可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)，可以與數(shù)百萬(wàn)個(gè)電池供電設(shè)備在幾平方公里的區(qū)域進(jìn)行通信，使其適用于預(yù)期包括智能電表，病人監(jiān)視器，安全設(shè)備，街道照明和環(huán)境傳感器。Sigfox系統(tǒng)使用Silicon Labs等EZRadioPro無(wú)線收發(fā)器等硅片，為在1GHz以下頻段工作的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供行業(yè)領(lǐng)先的無(wú)線性能，擴(kuò)展范圍和超低功耗。
標(biāo)準(zhǔn)：Sigfox
頻率：900MHz
范圍：30-50公里（農(nóng)村環(huán)境），3-10公里（城市環(huán)境）
數(shù)據(jù)速率：10-1000bps
Neul
與Sigfox相似，在1GHz頻段內(nèi)運(yùn)行，Neul利用電視白空間頻譜的小片，提供高可擴(kuò)展性，高覆蓋率，低功耗和低成本無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)基于Iceni芯片，其使用白色空間無(wú)線電進(jìn)行通信，以訪問(wèn)高質(zhì)量的UHF頻譜，由于模擬到數(shù)字電視轉(zhuǎn)換，現(xiàn)在可用。通信技術(shù)稱為無(wú)重量，是一種為IoT設(shè)計(jì)的新型廣域無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與現(xiàn)有的GPRS，3G，CDMA和LTE WAN解決方案大有競(jìng)爭(zhēng)。數(shù)據(jù)速率可以是在同一個(gè)單一鏈路上從每秒幾位到100kbps的任何數(shù)據(jù)速率;并且設(shè)備可以從2xAA電池消耗少至20至30mA，這意味著在現(xiàn)場(chǎng)10至15年。
標(biāo)準(zhǔn)：Neul
頻率：900MHz（ISM），458MHz（英國(guó)），470-790MHz（白色空間）
范圍：10公里
數(shù)據(jù)速率：最少可達(dá)100kbps
LoRaWAN
Again在某些方面與Sigfox和Neul類似，LoRaWAN針對(duì)廣域網(wǎng)（WAN）應(yīng)用，旨在為具有特定功能的低功率WAN提供支持，以便在IoT，M2M和M2M中支持低成本移動(dòng)安全雙向通信智能城市和工業(yè)應(yīng)用。針對(duì)低功耗優(yōu)化并支持具有數(shù)百萬(wàn)和數(shù)百萬(wàn)臺(tái)設(shè)備的大型網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)速率范圍為0.3 kbps至50 kbps。
標(biāo)準(zhǔn)：LoRaWAN
頻率：各種
范圍：2-5公里（城市環(huán)境），15公里（郊區(qū)環(huán)境）
數(shù)據(jù)速率：0.3-50 kbps。
對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)，最重要的是在互聯(lián)網(wǎng)中設(shè)備與設(shè)備的通訊，現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)在internet通信中比較常見(jiàn)的通訊協(xié)議包括：HTTP、websocket、XMPP、COAP、MQTT
1、HTTP和websocket
在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，TCP/IP協(xié)議已經(jīng)一統(tǒng)江湖，現(xiàn)在的物聯(lián)網(wǎng)的通信架構(gòu)也是構(gòu)建在傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)架構(gòu)之上。在當(dāng)前的互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議中，HTTP協(xié)議由于開(kāi)發(fā)成本低，開(kāi)放程度高，幾乎占據(jù)大半江山，所以很多廠商在構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)時(shí)也基于http協(xié)議進(jìn)行開(kāi)發(fā)。包括google主導(dǎo)的physic web項(xiàng)目，都是期望在傳統(tǒng)web技術(shù)基礎(chǔ)上構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。
HTTP協(xié)議是典型的CS通訊模式，由客戶端主動(dòng)發(fā)起連接，向服務(wù)器請(qǐng)求XML或JSON數(shù)據(jù)。該協(xié)議最早是為了適用web瀏覽器的上網(wǎng)瀏覽場(chǎng)景和設(shè)計(jì)的，目前在PC、手機(jī)、pad等終端上都應(yīng)用廣泛，但并不適用于物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景。在物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景中其有三大弊端：
1. 由于必須由設(shè)備主動(dòng)向服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)，難以主動(dòng)向設(shè)備推送數(shù)據(jù)。對(duì)于單單的數(shù)據(jù)采集等場(chǎng)景還勉強(qiáng)適用，但是對(duì)于頻繁的操控場(chǎng)景，只能推過(guò)設(shè)備定期主動(dòng)拉取的的方式，實(shí)現(xiàn)成本和實(shí)時(shí)性都大打折扣。
2. 安全性不高。web的不安全都是婦孺皆知，HTTP是明文協(xié)議，在很多要求高安全性的物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景，如果不做很多安全準(zhǔn)備工作（如采用https等），后果不堪設(shè)想…
3. 不同于用戶交互終端如pc、手機(jī)，物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景中的設(shè)備多樣化，對(duì)于運(yùn)算和存儲(chǔ)資源都十分受限的設(shè)備，http協(xié)議實(shí)現(xiàn)、XML/JSON數(shù)據(jù)格式的解析，都是“mission impossible”
HTTP的連接問(wèn)題，HTTP客戶端和服務(wù)器之間的交互是采用請(qǐng)求/應(yīng)答模式，在客戶端請(qǐng)求時(shí)，會(huì)建立一個(gè)HTTP連接，然后發(fā)送請(qǐng)求消息，服務(wù)端給出應(yīng)答消息，然后連接就關(guān)閉了。（后來(lái)的HTTP1.1支持持久連接）
因?yàn)門CP連接的建立過(guò)程是有開(kāi)銷的，如果使用了SSL/TLS開(kāi)銷就更大。
在瀏覽器里，一個(gè)網(wǎng)頁(yè)包含許多資源，包括HTML，CSS，JavaScript，圖片等等，這樣在加載一個(gè)網(wǎng)頁(yè)時(shí)要同時(shí)打開(kāi)連接到同一服務(wù)器的多個(gè)連接。
HTTP消息頭問(wèn)題，現(xiàn)在的客戶端會(huì)發(fā)送大量的HTTP消息頭，由于一個(gè)網(wǎng)頁(yè)可能需要50-100個(gè)請(qǐng)求，就會(huì)有相當(dāng)大的消息頭的數(shù)據(jù)量。
HTTP通信方式問(wèn)題，HTTP的請(qǐng)求/應(yīng)答方式的會(huì)話都是客戶端發(fā)起的，缺乏服務(wù)器通知客戶端的機(jī)制，在需要通知的場(chǎng)景，如聊天室，游戲，客戶端應(yīng)用需要不斷地輪詢服務(wù)器。
當(dāng)然，依然有不少?gòu)S商由于開(kāi)發(fā)方便的原因，選擇基于HTTP協(xié)議構(gòu)架物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，在設(shè)備資源允許的情況下，怎么避免上面提到的數(shù)據(jù)推送實(shí)時(shí)性低的問(wèn)題呢？
websocket是一個(gè)可行的辦法。websocket是HTML5提出的基于TCP之上的可支持全雙工通信的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，其在設(shè)計(jì)上基本遵循HTTP的思路，對(duì)于基于HTTP協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是一個(gè)很好的補(bǔ)充。
但是問(wèn)題是：http+websocket的方式，協(xié)議開(kāi)銷代價(jià)太大。如果讓一個(gè)單片機(jī)去實(shí)現(xiàn)這樣的協(xié)議，性能會(huì)很吃力。
2、XMPP
由于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通信的模式和互聯(lián)網(wǎng)中的即時(shí)通訊應(yīng)用非常相似，互聯(lián)網(wǎng)中常用的即時(shí)通訊協(xié)議也被大量運(yùn)用于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)建中，這其中的典型是XMPP。
XMPP是基于XML的協(xié)議，由于其開(kāi)放性和易用性，在互聯(lián)網(wǎng)及時(shí)通訊應(yīng)用中運(yùn)用廣泛。相對(duì)HTTP，XMPP在通訊的業(yè)務(wù)流程上是更適合物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的，開(kāi)發(fā)者不用花太多心思去解決設(shè)備通訊時(shí)的業(yè)務(wù)通訊流程，相對(duì)開(kāi)發(fā)成本會(huì)更低。但是HTTP協(xié)議中的安全性以及計(jì)算資源消耗的硬傷并沒(méi)有得到本質(zhì)的解決。前段時(shí)間報(bào)出的黑客輕松破解的TCL洗衣機(jī)，正是采用XMPP協(xié)議。
無(wú)論是HTTP、websocket還是XMPP，在設(shè)計(jì)時(shí)都是根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)的，雖然很多廠商把他們應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，但是必然會(huì)水土不服，這些協(xié)議的通病就是根本無(wú)法適用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的多樣性，無(wú)法適用很多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對(duì)低功耗、低成本的需求，難以在極低資源的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中運(yùn)用。能不能有協(xié)議既可以借用web技術(shù)的設(shè)計(jì)思想，同時(shí)又能適應(yīng)惡劣的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境呢？
3、COAP
COAP協(xié)議的設(shè)計(jì)目標(biāo)就是在低功耗低速率的設(shè)備上實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)通信。coap和HTTP協(xié)議一樣，采用URL標(biāo)示需要發(fā)送的數(shù)據(jù)，在協(xié)議格式的設(shè)計(jì)上也基本是參考HTTP協(xié)議，非常容易理解。同時(shí)做了以下幾點(diǎn)優(yōu)化：
1. 采用UDP而不是TCP。這省去了TCP建立連接的成本及協(xié)議棧的開(kāi)銷。
2. 將數(shù)據(jù)包頭部都采用二進(jìn)制壓縮，減小數(shù)據(jù)量以適應(yīng)低網(wǎng)絡(luò)速率場(chǎng)景。
3. 發(fā)送和接收數(shù)據(jù)可以異步進(jìn)行，這樣提升了設(shè)備響應(yīng)速度。
COAP協(xié)議就像一個(gè)針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景的http移植品，很多設(shè)計(jì)保留了HTTP協(xié)議的影子，擁有web背景的開(kāi)發(fā)者也能快速上手。但是由于很多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備隱藏在局域網(wǎng)內(nèi)部，coap設(shè)備作為服務(wù)器無(wú)法被外部設(shè)備尋址，在ipv6沒(méi)有普及之前，coap只能適用于局域網(wǎng)內(nèi)部（如wifi）通信，這也很大限制了它的發(fā)展。
4、MQTT協(xié)議
MQTT協(xié)議就很好的解決了coap存在的問(wèn)題。MQTT協(xié)議是由IBM開(kāi)發(fā)的即時(shí)通訊協(xié)議，相比來(lái)說(shuō)比較適合物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景的通訊協(xié)議。MQTT協(xié)議采用發(fā)布/訂閱模式，所有的物聯(lián)網(wǎng)終端都通過(guò)TCP連接到云端，云端通過(guò)主題的方式管理各個(gè)設(shè)備關(guān)注的通訊內(nèi)容，負(fù)責(zé)將設(shè)備與設(shè)備之間消息的轉(zhuǎn)發(fā)。
MQTT在協(xié)議設(shè)計(jì)時(shí)就考慮到不同設(shè)備的計(jì)算性能的差異，所以所有的協(xié)議都是采用二進(jìn)制格式編解碼，并且編解碼格式都非常易于開(kāi)發(fā)和實(shí)現(xiàn)。最小的數(shù)據(jù)包只有2個(gè)字節(jié)，對(duì)于低功耗低速網(wǎng)絡(luò)也有很好的適應(yīng)性。有非常完善的QOS機(jī)制，根據(jù)業(yè)務(wù)場(chǎng)景可以選擇最多一次、至少一次、剛好一次三種消息送達(dá)模式。運(yùn)行在TCP協(xié)議之上，同時(shí)支持TLS（TCP+SSL）協(xié)議，并且由于所有數(shù)據(jù)通信都經(jīng)過(guò)云端，安全性得到了較好地保障。
當(dāng)前的物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議真的是百花齊放，沒(méi)有任何協(xié)議能夠在市場(chǎng)上占有統(tǒng)治地位。但要實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備互聯(lián)互通（不同廠商、不同平臺(tái)、不同架構(gòu)），關(guān)鍵點(diǎn)并不在上述接入?yún)f(xié)議或通訊協(xié)議的統(tǒng)一，而在于上層業(yè)務(wù)應(yīng)用層協(xié)議的統(tǒng)一。無(wú)論是wifi、藍(lán)牙、亦或是mqtt、http都是設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊和交換的通道，規(guī)定的是通訊的格式；而通訊的內(nèi)容的統(tǒng)一才是實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的關(guān)鍵。
5、DDS
DDS（Data Distribution Service for Real-Time Systems），面向?qū)崟r(shí)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分布服務(wù)，這是大名鼎鼎的OMG組織提出的協(xié)議，其權(quán)威性應(yīng)該能證明該協(xié)議的未來(lái)應(yīng)用前景。
適用范圍：分布式高可靠性、實(shí)時(shí)傳輸設(shè)備數(shù)據(jù)通信。目前DDS已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)防、民航、工業(yè)控制等領(lǐng)域。
特點(diǎn)：
? 以數(shù)據(jù)為中心
? 使用無(wú)代理的發(fā)布/訂閱消息模式，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多、多對(duì)多
? 提供多大21種QoS服務(wù)質(zhì)量策略
協(xié)議主要實(shí)現(xiàn)：
? OpenDDS 是一個(gè)開(kāi)源的 C++ 實(shí)現(xiàn)
? OpenSplice DDS
DDS很好地支持設(shè)備之間的數(shù)據(jù)分發(fā)和設(shè)備控制，設(shè)備和云端的數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)DDS的數(shù)據(jù)分發(fā)的實(shí)時(shí)效率非常高，能做到秒級(jí)內(nèi)同時(shí)分發(fā)百萬(wàn)條消息到眾多設(shè)備。DDS在服務(wù)質(zhì)量（QoS）上提供非常多的保障途徑，這也是它適用于國(guó)防軍事、工業(yè)控制這些高可靠性、可安全性應(yīng)用領(lǐng)域的原因。但這些應(yīng)用都工作在有線網(wǎng)絡(luò)下，在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，特別是資源受限的情況下，沒(méi)有見(jiàn)到過(guò)實(shí)施案例。
