物联网面临诸多挑战 了解十二种鲜为人知的物联网协议

根据Gartner的预测，到2021年将有250亿个连接的设备，这大大超过了他们先前对2020年204亿个设备的估计。IDC数据显示，到2025年，每分钟将有152000个IoT设备连接到互联网。是的，您没看错，每分钟152000台设备。这些统计数据清楚地显示了已连接设备的数量呈指数增长。

与其他任何技术一样，物联网也面临着很多挑战，这可能会阻碍其广泛采用。好消息是，现代物联网平台正在发展以应对未来的挑战。安全和隐私一直是物联网设备的致命弱点。缺乏标准和协议使事情变得更加复杂。值得庆幸的是，在引入许多新的IoT协议之后，此问题已得到解决。不幸的是，一小部分企业了解这些物联网协议，更不用说实现它们了。

在本文中，您将学到以前没人告诉过的IoT通信协议和标准。

1. ZigBee

ZigBee最初旨在满足工业需求而不是满足消费者需求，是需要少量数据在不同建筑物或家庭之间传输的工业站点的理想选择。它的工作频率为2.4 GHz。ZigBee 3.0以支持低功耗，可扩展且安全的解决方案而闻名，它已将协议转换为单一标准，同时使其易于实现。

2. MQTT物联网

MQTT代表消息队列遥测传输。它由Arcom的Arlen Nipper和IBM的Andy Stanford Clark于1999年共同开发，基本上是一种消息传递协议，它支持设备通信并帮助用户从远程位置监视其IoT设备。MQTT长期以来一直用于从电气设备收集数据。

MQTT协议具有三个关键组件：

• 订户
• 发行人
• 经纪人

发布者生成数据，并在经纪人的帮助下将该数据发送给订阅者。经纪人充当中间人，其责任是确保在发布者和订阅者之间传输的数据的安全性和私密性。为了实现这一点，它对订户和发布者进行授权和认证。

3. CoAP

CoAP代表受约束的应用程序协议。CoAP主要设计用于受限制的智能设备，是社区受限制的设备的最佳选择。使其脱颖而出的是即使在HTTP协议下也能很好地工作。实际上，它与HTTP协议有很多相似之处和一些区别。

例如，它基于HTTP使用的同一宁静架构。其次，HTTP和CoAP都利用UDP进行较小的数据传输。HTTP和CoAP之间的主要区别之一是歧义性。CoAP消除了与HTTP get，put，delete命令相关的歧义。

4. DDS

DDS代表数据分发服务。为了促进机器之间的通信，此协议能够处理机器之间的高性能，实时通信。

DDS包含两个主要层：

• 以数据为中心的发布-订阅（DSP）
• 数据本地重建层（DLRL）

以数据为中心的发布-订阅的工作是向订户传递信息，而数据本地重建层的作用是通过提供以数据为中心的发布-订阅的接口来促进此过程。DDS的独特之处在于它能够将数据传输到低占用空间的设备和云中。该协议由Object Management Group在2004年开发。

5. AMQP

AMQP代表高级消息队列协议。它是一个应用程序层协议，主要是为中间件设计的，本质上是面向消息的。AMQP之所以与众不同，是因为它被认为是全球标准化的物联网消息协议。

AMQP协议具有三个关键要素：

• 交换
• 消息队列
• 捆绑

交换角色是将消息放在一起并将其排列在队列中，而消息队列负责存储消息。顾名思义，绑定元素充当交换组件和消息队列组件之间的桥梁。

6. LoRaWAN

LoRaWAN代表远程广域网。它在通过数百万个低功耗设备支持庞大的网络，是智慧城市的最佳物联网协议之一。除此之外，它还用于确保双向通信。

它在郊区的15公里长距离使其与其他物联网协议区分开来。在城市地区，范围保持在2到5 km之间。即使频率因网络而异，但它可以进行长距离通信的能力使其成为出色的物联网协议。

7. Z波

Z-Wave IoT协议专注于低功耗射频通信。该协议可以在家庭自动化应用中派上用场。与Wi-Fi等无线网络技术不同，它提供了更好的保护，低延迟和其他功能。由于它在1 GHz以下频段工作。范围从30米到100米。数据传输速率为每秒40到100 kb。Z-wave可以让您访问云，并充当将不同组件彼此连接的桥梁。

8. SigFox

Sigfox在Wi-Fi和蜂窝网络之间运行，利用ISM频段。由于这些频段是免费使用的，这就是为什么您甚至不需要购买许可证即可使用此IoT协议的原因。Sigfox通过使用称为超窄带的技术，提供了低数据传输速度和低功耗。

使用此物联网协议的最大缺点之一是只允许您在狭窄的频谱上传输数据，但由于其低功耗而无法弥补。所有这些使它成为用于机器对机器通信的最佳物联网协议之一。

我们已经看到它在欧洲的智能电表，路灯，安全设备，病人监护仪和环境以及农业传感器中的应用。在农村环境中，此协议可以在30-50 km的范围内运行，在城市环境中的3-10 km。

9.线程

Thread由著名的家庭自动化解决方案提供商Nest的发明家设计，是IoT协议游戏的新进入者，但它显示出了巨大的希望。它基本上是基于6LowPAN的基于IPv6的网络协议。最初是为了补充家庭环境中的Wi-Fi网络而开发的，从那时起，它已大大扩展了其应用范围。该线程能够通过身份验证和加密处理250个节点，其工作频率为2.4 GHz，范围为10到30米。此外，它还可以支持无线电收发器内的网状网络。

10. EnOcean

到目前为止，EnOcean是最具创新性的物联网协议，它采用了完全不同的方法来连接物联网。它没有遵循传统模式，而是利用了能量收集和无线感应功能。对于必须根据不断变化的情况向用户发出警报的设备，这使其成为理想的选择。例如，通知设备所有者有关温度和结扎条件的变化。

尽管它的应用范围仅限于家庭自动化，物流，运输和工业自动化，但我们可能会看到其应用在未来的不同行业中不断增长。该物联网协议覆盖室外环境300米，室内环境30米，其工作频率为315 MHz，868 MHz和902 MHz。

11. 6低PAN

LowPAN代表低功耗个人局域网。6LowPAN基本上是一种网络协议，使用其自己的标头压缩和封装机制。该协议在其物理层上工作，并且使用的频带使其与多种通信平台兼容，例如Wi-Fi，低于1 GHz的ISM和以太网。

由于该协议基于IPv6，因此可以轻松处理数百万个IoT设备。不仅如此，每个物联网设备都可以有其唯一的IP地址，这使得设备所有者可以轻松地跟踪设备并提高其安全性。IPv6提供了用于复杂控制系统的运输系统，并通过消耗更少的功率和更少的成本使企业也可以与设备进行通信，因此我们可能会看到其日渐普及。

12.尼尔

与Sigfox一样，Neul也使用1 GHz以下的频段。它使用从470 MHz到900 MHz的不同频率来创建低功耗，高覆盖范围和低成本的无线网络。它使用失重通信技术，这是一种新的无线广域网技术，旨在取代现有的通信技术，例如IoT设备的GPRS，CDMA，3G和4G LTE。使用该协议的IoT设备消耗的功耗从20到30mA不等，并且可以以每秒100位到每秒100 KB的速率传输数据。

您使用哪种IoT协议和标准进行通信？在下面的评论部分与我们分享。