物联网通讯协议:MQTT,NB-IOT,Zigbee,CoAP,RFID,BLUETOOTH,NFC,4G,HTTP

      最后更新:2022-05-03 21:15:16 手机定位技术交流文章

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      I. 按四层网络协议分类

      • NB-Iot、LORA、WIFI、Blue牙、Zigbee和4G都是需要芯片模块兼容性(硬件支持)的物理层协议。

      • MQTT、COAP和HTTP是侵略议定书的例子,它们要求建造服务器或对接云层平台制造者(软件支持)。

      二. 必要时按网关分类

      • NB-Iot, 4G 直接连接(芯片可直接运输、连接、电信运营商)

      • LORA、WIFI、Zigbee(与电信供应商没有直接联系;必须通过连接电信运营商的网关)

      • 蓝牙:两个蓝牙装置之间的独特链接。

      三、物理层协议对比

      常见物联网协议
      主流物联网协议

      (1) NB-IoT和4G的比较

      • NB-IOT:低电耗、紧凑数据传输、速度基传输、低成本芯片模块和包件
      • 4G具有快速传输速度和数据传输速度,但电力和成本也很高。

      (2) WIFI和Zigbee的比较:

      • WiFi: 高容量、快速数据传输,只有一条线路需要最起码的设备。
      • Zigbee: 能力有限、数据传送缓慢、重复。 可以通过Zigbee网关添加数以万计的zogbee装置。

      Lora wan议定书

      Lorawan是一项由Lora联盟建立和支持的低能力广域网协定。

      这与我们以前讨论过的协定不同。MQTT和CoAP都是应用层面的协议。TCP或UDP协议用于最低水平的数据传输。IP 网络用于执行整个协议存储 。另一方面,LoRaWAN协定是实物/数据链接层协定。它回答了设备如何与互联网连接的问题。应用程序没有在 IP 网络上运行 。

      长程通信是一种无线通信技术,具有长途和低容量能力,就上述情况而言,用户可以利用LoRawan技术在工程设备上建立网络和安装Lora模块。

      数据通过LoRa的中继装置传送到Lora网关,该网关位于隧道外,与因特网连接。Lora网关随后将数据封装在一个数据包中(如MQTT协议),该数据包可以使用TCP或UDP协议通过IP网络传送。之后,将它传送到云层数据中心。

      NB-IoT协议

      与LoRaWAN协议一样,NB-Iot(物品的窄带互联网)协议是设备与因特网连接的有形/数据连接层。

      与《洛拉法》相反,开发了NB-IOT协议,并将其安装在蜂窝网络上。消耗的带宽较低,它们可能立即与现有的全球通或LTE网络连接。这些设备将包括一个与NB-IOT兼容的芯片以及有关物品网络卡。之后,因特网与NB-Iot基地台连接。此外,NB-IOT协议与LoRaWAN协议不同,因为它并不要求连接网关的开关。访问设备可立即用于通过实施伙伴网络传输数据。

      NB-IOT协定加强了对典型基地站和以前无法发出信号的覆盖地点,如地下车库、输油管、地下室等的电力,增加了约20dB。

      四、网络层传输协议

      TCP

      TCP是一种以字节为基础的传输层协议,连接并且可靠。

      特点:

      • 面向连接
      • 可靠通信方式
      • 基于流的方式

      缺点:

      • 花销大
      • 工具必须随时连接( 过长)
      • 消耗时间比较久

      UDP

      UDP是一个用户数据报告协议,提供一条互不连接的传输协议,更适合电力和可靠性需求最低的情况。

      特点:

      *我们不需要连接,因为我们不可信。
      *速度快
      *不需要应答

      缺点:

      不可靠

      五. 应用级别协议的比较:最高关税和最高关税

      IOT的五种最常用的物体网络协议
      物联网通讯协议介绍
      常见物联网协议
      物联网常用协议
      共享单车开锁方案

      1、MQTT

      MQTT解读
      MQTT协议详细
      MQTT协议原理
      MQTT协议讲解
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      Mqtt(MQ遥测运输)信息小组遥感遥感传输MQTT 是一种基于 TCP 的应用层传输协议,带有分布/订阅模式。MQTT协议是小型、简单、开放和直截了当的执行。由于这些品质,它们的应用范围非常广泛。

      经常使用多种应用,包括限制环境,如机器对机器(M2M)通信和物体联网、卫星通信传感器、偶尔拨号医疗设备、智能住宅和某些小型装置。

      • 这是网络密集 低带宽 不稳定环境的理想环境
      • 使用内嵌硬件,处理和记忆资源有限。
      • 通过在分布式/订阅式信件模式中发送多个配对的信件, 禁用连接应用程序 。
      • TCP/IP用于连接互联网。
      • 三种信息的质量:最多一次、至少一次、仅一次
      • 发件人不必等待接收人的答复。
      • 对于客户的异常中断,为提醒各方注意最后意愿和约言的特点提供了途径。

      2、CoAP在这里插入图片描述

      CoAP是建立在REST概念基础上的网络转让协议。大部分用于低功率M2M通信由于大部分网络设备资源有限,记忆空间和计算能力有限。因此,标准的HTTP协议过于庞大,无法用于网络。创建了共同行动计划。

      就用户能见度而言,委员会复制了HTTP协议,因此读取传感器数据实际上与发送HTTP请求相同。

      CoAP被视为一项非过时的技术协议。Grtner的估算表明超过500亿个小玩意 将连接到互联网上今后,将迫切需要低成本、低能设备,以便继续发展。共同行动计划议定书旨在用于支持 10 kb 记录和档案管理平台。

      在网络中发现节点的能力是共同操作程序协议最吸引人的特性之一,这对于低容量无线传感器网络的自主和自修设计尤为重要,就无线传感器网络可扩缩性而言,共同操作程序协议可用于探测节点将军的冗余。

      联合呼吁程序建在UDP仓库上,这是该仓库与HTTP或MQTT之间最重要的区别,可以更快和更有效地优化资源,而不是资源密集型。

      然而,如果QOS系数在联合呼吁程序协议下保持不变,CoAP比HTTP/MQTT更不可靠,然而,4个字头是持续流动系统的可行替代办法,例如环境监测传感器网络。

      • COAP协议的网络传输层从TCP更新到UDP。
      • 据REST称,服务器的资源地址与互联网结构相似,客户拥有类似的POT、GET、PUT、DELETE与服务器联系的方式,简化了HTTP。
      • COAP使用二进制数据,HTTP使用文本数据,因此COAP比HTTP要求更高。
      • COAP的最低长度只有4B,但HTTP的头是数百B。
      • 允许可靠的传输、数据再传输和区块传输。 提供一致的数据访问。
      • 启用 IP 多功能, 这意味着请求可以同时传送到许多设备 。
      • 非长期联系通信适用于低功用网络地点。

      虽然MQTT协议仍然有效,但及时性相当好。
      由于《共同行动计划》是一份没有联系和反应灵敏的通讯,因此不能主动提供,而且要等到客户访问之后再将它送回来相当不方便。

      3、HTTP

      HTTP以客户/服务器方式运作,(通过TCP)连接。

      一. 客户-服务器关系
      二. 客户服务员的要求
      三. 服务器接受请求并回复, 返回匹配文件 。
      客户阅读数据解析套件 4 。
      五台服务机的连接中断了

      缺点:
      客户必须主动向服务器提出请求,服务器不能主动通知客户。
      HTTP需要更多的硬件资源(更高的硬件费用)。

      结论:
      不适合物联网

      4、LwM2M

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      LwM2代表轻量级机器到机器共同行动程序协议在协议的底部用于传输数据和命令。在LwM2M协议的范围内,共同行动计划协议可以通过联合民主党或短信系统实施。DTLS(数据报告层安全)确保数据传输安全。

      LwM2M协议结构主要由三个实体组成:LwM2M布景服务器、LwM2M服务器和LwM2M客户端。

      LwM2M 诱杀服务器负责指示 LwM2M 客户端注册并连接到 LwM2M 服务器 。然后,LwM2M服务器和LwM2M客户端可以通过协议中建立的接口进行通信。

      重要含义:

      • 轻量级的
      • 适用于物联网设备
      • 利用有限资源对报废装置实行报废设备报废控制轻量网络协定

      六、物联网组网技术

      (1)WIFI

      优点:
      设备可接入互联网
      避免布线

      缺点:
      距离近(50米)
      功耗大
      必须有热点
      连接数量有限(在大多数情况下多达16个装置)

      应用场景:
      家园需要独立劳动 精灵们

      (2)蓝牙

      缺点:
      功耗大
      连接过程繁琐
      安全性低
      距离近(50米)
      不可直接接入互联网
      连接数量少

      应用场景:
      蓝牙音箱、键盘

      (3)ZigBee

      Zig Bee是一种无线技术,可以进行低速、短距离通信。

      优点:
      速度差,电力低,价格低
      允许大量节点(多达65 00个节点)。
      自组网

      缺点:
      不可接入互联网
      短距离(10米至100米)
      穿透性差

      应用场景:
      智能家居(小米)

      (4) 移动网络(2G/4G/5G)

      优点:
      远距离(10KM)
      可接入互联网
      移动性强

      缺点:
      4G/5G费用昂贵,容量巨大。
      2G即将退网

      应用场景:
      共享单车、丰巢

      (5)NB-IoT

      为节省部署费用和提供无缝升级,可直接向全球SM(2G)、UMTS或LTE(4G)网络介绍窄波段物联网,即NB-IOT。

      优点:
      远距离(10KM)
      低功率
      互联网接入(手机)
      移动性强

      缺点:
      我们需要基地站援助 多年来,我们一直在扩大并逐步覆盖全国
      某些地区没信号

      (6)LoRa

      Lora是一个低功率无线局域网协议。

      优点:
      距离(25公里、郊区、15公里)
      低功率使用率(所谓的电池电池使用寿命为10年)
      AES128加密确保安全。

      缺点:
      速度慢
      不可接入互联网
      应用场景:

      农业信息技术、环境监测和智能复制
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      (7)网关

      Lora和Zigbee无法直接与互联网连接,因此他们必须有一个网关。

      网关也称为网络间连接器或协议转换器。 它提供超过网络水平的网络连接, 是一个复杂的网络连接装置, 只支持两个高级协议 。
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