理想标明,并不是每种物联网通讯协定都实用于每种部署或设备。在选用一种协定之前,请思考功率和安保性需求。
物联网的数量和笼罩范畴正在迅速扩展,2020年标记着物联网衔接数量初次超越非物联网在线衔接数量。
依据市场钻研机构IoTAnalytics公司的数据,到2020年,物联网设备数量将到达117亿个,而非物联网衔接(如智能手机和电脑)将到达100亿个。钻研人员预计,到2025年,物联网衔接的数量将增至309亿个。
包含5G和低功耗广域网在内的物联网协定的可用性和扩展推进并支持了大局部增长。
为什么物联网协定很关键?
物联网的好处和价值来自于使各个组件能够启动通讯;这种通讯才干是将数据从端点设备经过物联网管道传输到中央主机的要素。
这种通讯是经过物联网协定启动的,它确保从端点设备(如传感器)发送的数据被衔接环境中的下一步和后续步骤接纳和了解,无论该数据的下一步是发送到另一个端点设备、网关还是运行程序。
总之,物联网协定与物联网自身一样,对物联网的存在至关关键。
虽然协定作为一个群体关于使物联网上班至关关键,但协定并非都是对等的。考查Gartner公司剖析师指出,并非一切协定在任何状况下都有效,或许都能很好地施展作用。一些协定实用于物联网在修建物中的经常使用,一些协定实用于物联网在修建物之间的部署,其余协定实用于国度或世界物联网用例。
物联网中有多少协定?
如今有多种物联网协定可用,每种协定都提供某些配置或配置组合,使其优于特定物联网部署的其余选项。
每个物联网协定都支持设备到设备、设备到网关或设备到云平台/数据核心的通讯,或许这些通讯的组合。
天文和不凡位置、功耗需求、电池供电选项、物理阻碍的存在和老本等要素选择了哪种协定在物联网部署中是最佳的。
物联网架构的不同层是什么?
网络系统是作为一堆技术构建的;这些通常在参考模型(一种框架)中可视化,技术人员经常使用参考模型概念化数据如何在整个堆栈上通讯。
其中最驰名的是放开系统互连(OSI)模型,它列出了七个层。从下到上的档次如下:
(1)物理
(2)数据链路
(3)网络
(4)运输
(5)会话
(6)演讲
(7)运行程序
物联网也用多层模型来表白。虽然有些经常使用OSI七层模型,但其余经常使用的模型包含:
经常使用中的互联网协定通常因层而异。因此,物联网生态系统可以有多种协定,不同的协定支持不同层的通讯,有些协定跨层桥接示。
例如,蓝牙和无线在最底层支持通讯,而数据散发服务(DDS)和MQTT在运行层上班。
最经常出现的协定
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讯协定中启动选用。最经常出现的包含以下内容。
AMQP是初级信息队列协定的简称,是用于面向更多信息的两边件的放开规范协定。因此,无论经常使用什么信息代理或平台,它都支持系统之间的信息传递互操作性。它提供了安保性和互操作性,以及牢靠性,即使在远距离或在较差的网络上。它支持通讯,即使系统不能同时可用。
(2)蓝牙和BLE
蓝牙是一种短距离无线技术,经常使用短波长、超高频无线电波。它最罕用于音频流,但它也成为无线和衔接设备的关键推进者。因此,这种低功耗,低范畴衔接选项是团体局域网和物联网部署的首选。
另一种选用是低功耗蓝牙,其称号为BLE,这是针对物联网衔接提升的新版本。正如它的名字一样,BLE比规范蓝牙消耗更少的功率,这使得它在许多用例中特意有吸引力,例如肥壮和健身追踪器以及生产者端的智能家居设备,以及商业方面的店内导航。
(3)蜂窝
蜂窝(Cellular)是物联网运行中可用的最宽泛和最出名的选项之一,它是长距离通讯范畴部署的最佳选用之一。虽然2G和3G传统蜂窝规范正在逐渐淘汰,但电信公司正在迅速扩展新的高速规范的笼罩范畴,即4G/LTE和5G。蜂窝网络提供高带宽和牢靠的通讯。它能够发送少量数据,这是许多物联网部署的关键配置。但是,这些配置是有代价的:与其余选项相比,老本和功耗更高。
互联网工程义务组受限RESTful环境上班组于2013年推出了受限运行协定(CoAP),旨在与基于互联网的物联网系对抗同上班。CoAP依托用户数据报协定建设安保通讯,成功多点之间的数据传输。CoAP通罕用于机器对机器(M2M)运行程序,使受解放的设备能够参与物联网环境,即使存在低带宽,低可用性和/或低能耗设备。
对象治理组织(OMG)为实时系统开发了数据散发服务(DDS)。对象治理组织(OMG)将DDS形容为“以数据为核心的衔接的两边件协定和API规范”,并解释说,“它将系统的组件集成在一同,提供低提前的数据衔接、极高的牢靠性以及业务和关键义务物联网运行程序所需的可扩展架构。”该M2M规范支持经常使用颁布-订阅形式启动高性能和高度可扩展的实时数据替换。
6.LoRa和LoRaWAN
LoRa是一种非蜂窝无线技术,望文生义,它提供了远程通讯才干。它具备低功耗和安保的数据传输,实用于M2M运行和物联网部署。这是一项专利技术,如今是Semtech射频平台的一局部。Semtech是LoRa联盟的开创成员之一,如今是LoRa技术的治理机构。LoRa联盟还设计并保养了LoRaWAN,这是一种放开的基于云的协定,使物联网设备能够与LoRa通讯。
OMASpecWorks将其轻量级M2M(LWM2M)形容为“为传感器网络和M2M环境需求而设计的设备治理协定”。该通讯协定专为物联网环境和其余M2M运行中的远程设备治理和遥测而设计;因此,关于解决和存储才干有限的低功耗设备来说,这是一个很好的选用。
MQTT开发于1999年,最后被称为信息队列遥测传输,如今是MQTT。在这一协定中不再有任何信息队列。MQTT经常使用颁布-订阅体系结构来支持M2M通讯。其便捷的信息传递协定实用于受限设备,并支持多个设备之间的通讯。它被设计为在低带宽状况下上班,例如在无法靠的网络上的传感器和移动设备。这种配置使其成为衔接代码占用较少的设备以及由于带宽限度或无法靠衔接而具备不同提前级别的无线网络的首选。MQTT最后是一个专有协定,如今是衔接物联网和工业物联网设备的上游开源协定。
(9)无线网络
鉴于Wi-Fi在家庭、商业和工业修建中的普及,它是一种罕用的物联网协定。它提供了极速的数据传输,并能够解决少量数据。Wi-Fi特意适宜局域网环境中短距离到中距离的经常使用。此外,Wi-Fi的多种规范(在家庭和一些企业中最经常出现的是802.11n)为技术人员提供了部署的选用。但是,许多Wi-Fi规范,包含家庭罕用的Wi-Fi规范,关于某些物联网用例来说太耗电了,尤其是低功耗/电池供电的设备。这限度了Wi-Fi作为某些部署的选用。此外,Wi-Fi的低范畴和低可扩展性也限度了其在许多物联网部署中经常使用的可行性。
追溯到21世纪初,过后Jabber开源社区初次为实时人与人之间的通讯设计了可扩展信息传递和形态协定,如今XMPP用于轻量级两边件中的M2M通讯和路由XML数据。XMPP支持在网络上的多个实体之间实时替换结构化但可扩展的数据,它最罕用于面向生产者的物联网部署,例如智能设备。它是由XMPP规范基金会支持的开源协定。
(11)无线个域网
Zigbee是一种网状网络协定,专为修建和家庭智能化运行而设计,是物联网环境中最盛行的网状协定之一。Zigbee是一种短距离低功耗协定,可用于在多个设备上扩展通讯。它的传输距离比BLE长,但数据速率比BLE低。在Zigbee联盟的监视下,它提供了一个灵敏的、自组织的网格、超低功耗和一个运行程序库。
(12)Z-Wave
Z-Wave是另一种专利选用,是一种基于低功耗射频技术的无线网状网络通讯协定。与蓝牙和Wi-Fi一样,Z-Wave准许智能设备启动加密通讯,从而为物联网部署提供必定水平的安保性。它通罕用于家庭智能化产品和安保系统,以及商业运行,例如动力治理技术。它在美国经常使用908.42MHz无线电频率;虽然,它的频率因国度不同而有所不同。Z-Wave由Z-Wave联盟提供支持,该联盟是一个成员联盟,努力于扩展经常使用Z-Wave的设备的技术和互操作性。
用户如何选用正确的物联网协定
如今,没有哪一种是最好的物联网通讯协定,也没有哪一种协定适宜一切部署。
与其同样,企业技术人员必需依据他们方案的物联网部署的共同环境来确定哪种协定最适宜他们的公司。这些选择应该掂量一系列要素,从衔接设备的电力需求和这些设备的位置,到部署位置的天文大小和特征,再到部署的安保需要。