常用物聯網應用協議彙總

本文羅列下市面上物聯網通訊中的各類訊息技術-即工作在網路通訊的應用層協議，總結下它們各自特點、特定的物聯網應用場景等。

這類協議都直接用於在無線或有線網路環境下的裝置之間、人與裝置之間的通訊，物聯網開發者都會與這些協議打交道。

上圖為物聯網聯接的問題空間，其中物聯網的通訊環境有ethernet, wi-fi, rfid, nfc（近距離無線通訊）, zigbee, 6lowpan(ipv6低速無線版本),bluetooth, gsm, gprs, gps, 3g, 4g等網路，而每一種通訊應用協議都有一定適用範圍。amqp、jms、rest/http都是工作在乙太網，coap協議是專門為資源受限裝置開發的協議，而dds和mqtt的相容性則強很多。

以上這幾種協議都已被廣泛應用，並且每種協議都有至少10種以上的**實現，都宣稱支援實時的發布/訂閱的物聯網協議，但是在具體物聯網系統架構設計時，需考慮實際場景的通訊需求，選擇合適的協議。

這兒舉個智慧型家居的例子，說明下這些協議側重應用方向。智慧型家居中智慧型燈光控制，可以使用xmpp協議控制燈的開關；智慧型家居的電力供給，發電廠的發動機組的監控可以使用dds協議；當電力輸送到千家萬戶時，電力線的巡查和維護，可以使用mqtt協議；家裡的所有電器的電量消耗，可以使用amqp協議，傳輸到雲端或家庭網關中進行分析；最後使用者想把自家的能耗查詢服務公布到網際網路上，那麼可以使用rest/http來開放api服務。

下面我們將一一詳細介紹下這些協議：

適用範圍：在低頻寬、不可靠的網路下提供基於雲平台的遠端裝置的資料傳輸和監控。

特點：

協議主要實現和應用：

點評：

mqtt協議一般適用於裝置資料採集到端(device->server，device->gateway)，集中星型網路架構(hub-and-spoke)，不適用裝置與裝置之間通訊，裝置控制能力弱，另外實時性較差，一般都在秒級。

適用範圍：分布式高可靠性、實時傳輸裝置資料通訊。目前dds已經廣泛應用於國防、民航、工業控制等領域。

特點：

協議主要實現：

點評：

dds很好地支援裝置之間的資料分發和裝置控制，裝置和雲端的資料傳輸，同時dds的資料分發的實時效率非常高，能做到秒級內同時分發百萬條訊息到眾多裝置。dds在服務質量（qos）上提供非常多的保障途徑，這也是它適用於國防軍事、工業控制這些高可靠性、可安全性應用領域的原因。但這些應用都工作在有線網路下，在無線網路，特別是資源受限的情況下，沒有見到過實施案例。

適用範圍：最早應用於金融系統之間的交易訊息傳遞，在物聯網應用中，主要適用於移動手持裝置與後台資料中心的通訊和分析。

特點：

協議實現：

適用範圍：即時通訊的應用程式，還能用在網路管理、內容供稿、協同工具、檔案共享、遊戲、遠端系統監控等。

特點：

點評：

xmpp協議基於xml文本來傳輸的即時通訊指令，它原來的設計目的是互聯互通即時通訊服務的，在一些物聯網應用中，它被用作傳送比較複雜的操作命令到裝置端來進行裝置控制。

適用範圍：rest/http主要為了簡化網際網路中的系統架構，快速實現客戶端和伺服器之間互動的松耦合，降低了客戶端和伺服器之間的互動延遲。因此適合在物聯網的應用層面，通過rest開放物聯網中資源，實現服務被其他應用所呼叫。

特點：

適用範圍：coap是簡化了http協議的restful api，coap是6lowpan協議棧中的應用層協議，它適用於在資源受限的通訊的ip網路。

特點：

協議主要實現：

點評：

coap和6lowpan，這分別是應用層協議和網路適配層協議，其目標是解決裝置直接連線到ip網路，也就是ip技術應用到裝置之間、網際網路與裝置之間的通訊需求。因為ipv6技術帶來巨大定址空間，不光解決了未來巨量裝置和資源的標識問題，網際網路上應用可以直接訪問支援ipv6的裝置，而不需要額外的閘道器。

以上幾種協議，有兩個特徵是物聯網通訊技術選擇時需要考慮的：

dds、mqtt、amqp和jms都是基於發布/訂閱模式，發布/訂閱框架具有服務自發現、動態擴充套件、事件過濾的特點，它解決了物聯網系統在應用層的資料來源快速獲取、物的加入和退出、興趣訂閱、降低頻寬流量等問題，實現物的聯接在空間上鬆耦合(雙方無需知道通訊位址)、時間上鬆耦合和同步松耦合。

在服務策略的幫助下，dds能夠有效地控制和管理網路頻寬、記憶體空間等資源的使用，同時也能控制資料的可靠性、實時性和資料的生存時間，通過靈活使用這些服務質量策略，dds不僅能在窄帶的無線環境上，也能在寬頻的有線通訊環境上開發出滿足實時性需求的資料分發系統。

常用物聯網應用協議彙總

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物聯網應用協議

物聯網協議說明

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