物联网通信协议是一种通信模式,可确保物联网连接设备之间交换的数据的最佳安全性。
通过 IP 网络进行的连接很复杂,需要物联网设备的高内存和高功率,而范围不是问题。蓝牙等非 IP 网络需要较少的内存和功率,但有范围限制。
好吧,如果您考虑普通设备和智能设备之间的关键区别因素,那么您会发现后者可以与其他设备对话(无论它们的类型如何)。
对于设备之间的每一次交互,都需要一种媒介;最好是给定物联网生态系统中的所有设备都能理解的通用语言。
物联网协议提供了这种媒介。标准化的通信协议带来了以下关键优势:
高品质和信誉——
遵循标准的通信技术可提供高服务质量和抗干扰能力。此外,确保海量物联网传感器数据在边缘的可靠和安全传输。
互操作性和创新灵活性——
标准协议可以灵活地在各种商品和现成的硬件(如网关和芯片组)上进行编程。因此,多供应商支持解决方案可以帮助最终用户避免供应商锁定风险。
全球可扩展性-
每个扩展业务都希望采用可以在全球范围内实施的物联网连接。标准通信协议可确保通用连接,同时最大限度地降低安装复杂性。
更不用说,物联网通信协议在确定 特定物联网解决方案的成本和功能方面发挥着重要作用。
物联网网络协议 –
物联网网络协议旨在通过网络连接中高功率设备。物联网网络协议允许在网络范围内进行数据通信。
HTTP、LoRaWAN、蓝牙、zigbee 是一些流行的物联网网络协议。
物联网数据协议 –
物联网数据协议旨在连接低功耗物联网设备。在没有任何互联网连接的情况下,它们能够提供与硬件的端到端通信。
尽管物联网数据协议中的连接可以通过有线或蜂窝网络完成。
MQTT、CoAP、AMQP、XMPP 是一些流行的物联网数据协议。
在消费者和工业领域,企业有多种物联网协议选择。同时,必须注意每个协议都有不同的特性和功能。在此基础上,针对特定用例定义特定协议的适用性。
大多数工业和 SCADA 类(监控和数据采集)系统使用专有通信协议,无法实现互操作性。
因此,我们鼓励使用 MODBUS TCP,它是一个开放的事实标准,用于一些自动化和远程控制系统。
标准- 基于 IEEE 802.11n(当今家庭中常用)
频率- 2.4 GHz 和 5 GHz 频段
范围 - 大约。50米,最高可达100米
数据速率 -最大 600 Mbps,最常见的是 150-200 Mbps。还取决于使用的通道频率和天线数量(最新的 802.11-ac 标准应提供 500 Mbps 至 1 Gbps)
它是最流行的物联网通信协议之一。这种连接类型最适合 LAN 环境并提供快速数据传输。它能够处理大量数据,是许多开发人员的首选。
如上所述,基于 IEEE 802.11n 标准,它主要用于家庭和各种企业,提供数百兆比特/秒的范围,这对于文件传输来说很好,但对于许多 IoT 应用程序来说太耗电了。
2.
标准- 蓝牙 4.2 核心规范
频率- 2.4 GHz (ISM)
范围 - 大约。50-150米(智能/BLE)
数据速率 – 1 Mbps(智能/BLE)
蓝牙是最重要的短距离通信技术之一。它适合为智能手表等个人产品发送小块数据。
非常适合移动设备,是重要的物联网协议。如今,物联网开发公司正在将新的低功耗蓝牙 (BLE) 或蓝牙智能用于各种消费产品市场。
随着功耗的降低,这项技术是物联网的真正基础。它对所有市场创新都具有可扩展性和灵活性。
3.
标准- 基于 IEEE802.15.4 的 Zigbee 3.0
频率- 2.4 Ghz
范围 - 大约。10-100米
数据速率 – 250 kbps
这又是重要的协议之一。它在复杂系统中具有一些显着优势,提供低功耗操作、高安全性、鲁棒性和高可扩展性以及利用无线控制的优势。
与蓝牙一样,ZigBee 也有庞大的用户群。
它专为需要低功率且消费者网络较少的工业场所而设计。网络中最多有 1024 个节点,Zigbee 可以传输最远距离为 200 米的数据,ZigBee 甚至可以使用 128 位 AES 加密。
4.MQTT
标准- ISO/IEC 20922
数据速率 –最大 256 Mb
MQTT 是一种轻量级消息协议,用于将简单数据流从传感器发送到应用程序和中间件。它在 TCP/IP 网络之上工作,以提供可靠而简单的数据流。
尽管它可以与任何提供有序、无损和双向连接的网络一起使用。MQTT 协议包含 3 个关键元素:订阅者、发布者和代理。
OPC UA 是工业 4.0 和物联网最重要的通信协议之一。它属于工业 M2M 通信协议。
与 MQTT 一样,它是一个独立于平台的标准,通过该标准,各种类型的系统和设备可以通过在客户端和服务器之间发送请求和响应消息进行通信。
在 hashstudioz,我们已经使用它来集成阀门及其电动执行器的监控设备的传感器。
选择正确的物联网协议可能意味着您企业物联网项目的一切。我们向您保证它做得对!
6.
标准- GSM/GPRS/EDGE(2G)、UMTS/HSPA(3G)、LTE(4G)
频率- 900/1800/1900/2100MHz
范围 - 大约。GSM 最大 35 公里,HSPA 最大 200 公里
数据速率(平均下载)- 35-170 kbps
蜂窝物联网协议 不需要预先建立网关来创建覆盖区域。
因此,对于区域性、全国性甚至横贯大陆的规模来说更可取。
尽管蜂窝网络能够促进大量数据流,但支持蜂窝的物联网设备会消耗大量电力。
每当需要连接路灯、停车计时器和医院等对象或制造和农业单位等无数工业应用时,蜂窝协议就可以增强连接性。
基础设施的简单性与 5G 的出现相结合,使蜂窝通信协议成为首选。
7.
标准-Z-wave 联盟
频率- 各种
范围 - 大约。30m
数据速率 – 0.3 至 50 Kbps
该无线通信协议基于低功率射频通信技术
非常适合家庭自动化产品,例如灯控制器、传感器等。
它的可扩展性非常强,可控制多达 232 台设备。
基于 网状网络拓扑,基于 Z-Wave 的设备可以实现长达 40 米的通信距离,并具有额外的消息在多达 4 个节点之间跳跃的能力。
它涵盖了从物理层到 网络通信应用程序的各个层。
8.
标准- ISO/IEC 18000-3
频率- 13.56MHz (ISM)
范围 - 大约。10厘米
数据速率 – 100-420 kbps
NFC 是当今流行的通信协议之一。凭借智能手机的巨大市场份额,该协议允许客户通过智能手机进行非接触式支付。
该协议使用位于场附近的两个环形天线之间的电磁感应。通过这种方式,它扩展了非接触式卡技术的能力,并促进设备在小于 4 厘米的距离内共享信息。
NFC允许两种通信模式
被动通信模式:在这种模式下,只有一个NFC设备产生一个射频场。称为目标的第二个设备使用一种称为负载调制的技术将数据传输回主设备/启动器。
主动通信模式:在这种通信模式下,两个 NFC 设备都会生成一个 RF 信号,在该信号上承载数据。
9.
标准- LoRaWAN
频率- 各种
范围 - 大约。2.5公里(城市环境),15公里(郊区环境)
数据速率 – 0.3 至 50 Kbps
Lora 是一种远程无线电广域网,可为物联网、智能城市和工业应用提供低成本的移动安全。它针对低功耗进行了优化,并支持包含数百万台设备的大型网络。
智能路灯就是一个实际的例子,路灯与使用 LoRaWAN 协议的 LoRa 网关相连。
它具有检测低于噪声水平的信号以及内置 安全性 和无 GPS 定位的功能。
10.
标准- Sigfox
频率- 900Mhz
范围 - 30-50km(农村环境),3-10km(城市环境)
数据速率 – 10- 1000bps
Sigfox通信针对需要广域覆盖的低成本M2M应用领域。
SigFox 无线接口允许任何需要最低功耗的通信。因此,如果您正在为需要长时间依靠电池供电而无需任何电池更换或维护的远程设备寻找更好的选择,那么请选择 SigFox 通信协议。
它具有双向功能,可用于物联网基础设施,包括:
家居和消费品
交通——这可以包括汽车管理
与能源相关的通信,如智能计量
零售包括 PoS、货架更新等