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在物聯網環境中，物聯網協議承擔著關鍵作用，而新手了解物聯網協議如傳輸協議、通訊協議和行業協議等，可以幫助自身更快地融入行業，適應行業需求。這篇文章里，作者就對物聯網常見協議做了解讀，一起來看。

物聯網的風潮已經有一段時間了，但是我一直沒有真正地去了解它。真正的了解物聯網也是從去年才開始的，從開始的小白到現在也做了一兩個項目，也算入行了，對物聯網有基本的認知了。

一直以來我都想將自己的經歷用文字的形式進行記錄，但平時更多的是觀摩思考的過程，遲遲沒有行動。希望能用日記的形式分享我對于物聯網的一些思考。

一、物聯網協議

物聯網協議是物聯網環境中的關鍵組成部分，它承擔著設備間通信和數據傳輸的重要任務。這些協議根據其作用的不同，可以分為三種主要類型：傳輸協議、通信協議和行業協議。

1）傳輸協議主要負責子網內設備間的組網和通信。例如，Wi-Fi、Ethernet、NFC、Zigbee、Bluetooth、GPRS、3G/4G/5G等都是常見的傳輸協議。它們確保了在網絡上傳輸的數據具有安全性和可靠性。這些協議在設備間建立連接并確保數據在子網內進行有效傳輸。

2）通信協議主要是在傳統互聯網的TCP/IP協議之上運行的設備通訊協議。例如MQTT、CoAP、HTTP等都是常見的通信協議。它們負責設備通過互聯網進行數據交換和通信。這些協議在設備間建立和維護通信，使信息能夠順暢地在設備間傳輸。

3）行業協議則是某個行業范圍內的統一標準協議。例如，車聯網的JT/T808和視頻GB/T 28181都是行業協議的例子。它們針對特定行業的需求和特點，為設備間的通信和數據傳輸提供了一種標準的規范。這些協議有助于行業的統一和協調，提高設備間的互操作性和兼容性。

總之，物聯網協議在物聯網環境中扮演著關鍵的角色，它們通過不同的作用和功能，確保了設備間的有效通信和數據傳輸。這些協議的多樣性和靈活性使得物聯網能夠適應各種不同的應用場景和需求。

二、傳輸協議

當開發人員構建網絡以適應物聯網生態系統時，他們通常會面臨選擇多種通信協議的挑戰。以下是一些常見的物聯網協議標準：

1）Modbus是一種主要應用于工業領域的通信協議，它允許控制器通過網絡或直接與其他設備進行數據傳輸。在工業自動化領域，Modbus協議被廣泛使用，它提供了可靠的數據傳輸和易于理解的報文格式。

2）OPC-UA是一種通用的通信協議，主要應用于遠程訪問設備。它可以使裝載不同系統的設備通過網絡在客戶端與服務器之間進行數據傳輸。OPC-UA協議的優勢在于它的通用性和可擴展性，可以滿足各種不同的設備和系統的通信需求。

3）LoRa是一種低功耗的局域網無線標準，主要應用于智慧工地等公共和私人領域。它具有遠距離通信的能力，同時由于功耗較低，使得LoRa設備可以持續工作較長時間。

4）ZigBee是一種廣泛應用于短距離無線通信的協議。它具有低速、安全、低能耗等特點，可以在短距離內進行穩定的數據傳輸。ZigBee協議的優勢在于它可以接入大量的設備，并且在工業、農業等監測設備密集的領域內具有廣泛的應用。

5）Bluetooth，俗稱“藍牙”，是一種常見的短距離無線通信協議。它在眾多通信設備以及家用設備中都有廣泛的應用，具有較高的兼容性。但相比其他協議，Bluetooth的傳輸距離較短，功耗和成本也較高。

以ZigBee、Bluetooth、WiFi為例，三者在普及率、能耗、兼容性上各有優劣。ZigBee在工業、農業等領域擁有較大優勢，但在智能家居等領域的應用受到限制；Bluetooth出現較早，具有較高的兼容性，但功耗和成本較高，傳輸距離有限；WiFi主要應用于家庭生活和辦公環境中，相比藍牙更容易受到干擾和屏蔽，安全性稍顯不足。

在選擇通信協議時，需要根據具體的應用場景和需求進行權衡。對于需要接入大量設備的工業領域，ZigBee可能是一個合適的選擇；而在需要遠程訪問設備的場景下，OPC-UA則更具優勢；對于智慧工地等需要遠距離通信的場景，LoRa是一個不錯的選擇；而在家庭生活和辦公環境中，WiFi則更為常見。

三、通訊協議

MQTT：MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）是TCP/IP技術的一種擴展，具有較小的體積，特別適合硬件性能或網絡傳輸速度受限的設備。作為物聯網行業的重要通訊協議之一，它的應用范圍涵蓋了衛星鏈路、醫療、智能家居等多個領域。

HTTPS：HTTPS（Hypertext Transfer Protocol Secure）是一種以安全為目標的數據傳輸協議，它在傳輸過程中要求請求/響應機制，從而確保信息傳輸的安全性。由于可以進行加密通信，HTTPS在互聯網中被廣泛使用。

CoAP：CoAP（Constrained Application Protocol）是一種主要用于物聯網的通訊協議，它基于REST框架構建，能夠精簡整體結構，從而降低能耗。這種協議通常被應用在水表、電表等一些要求結構精簡的設備上。

TCP：TCP（Transmission Control Protocol）是一種基于字節流的通信協議，具有高度的靈活性。因此，它常常被應用在公司內部系統的搭建上，能夠給予使用者較高的自由度。

UDP：UDP（User Datagram Protocol）是一種支持無連接的傳輸協議，專注于提供簡單的事物信息傳輸，延遲與成本都相對較低。該技術主要被應用在流媒體的數據采集與發送上。

以下是MQTT和CoAP協議的比較：

MQTT是一個面向消息的發布/訂閱模式協議，它是一種輕量級的通訊協議，適用于連接物聯網設備，特別是在硬件資源和網絡傳輸速度有限的情況下。它通過使用代理服務器來解耦生產者和消費者，允許客戶端發布消息，并由代理服務器決定消息的路由和復制。雖然MQTT支持一些持久化功能，但它通常被用作實時數據通訊總線。

CoAP是一種面向狀態的協議，主要用于在物聯網設備之間傳輸狀態信息。它基于REST框架構建，能夠精簡整體結構，降低能耗。CoAP通常用于狀態傳輸模型，而不是完全基于事件。雖然CoAP支持觀察資源，但它并不像MQTT那樣適用于多對多的通訊模式。

在連接方式上，MQTT客戶端建立長連接TCP，這通常表示沒有問題。而CoAP客戶端和服務器都使用UDP協議發送和接收數據包。在NAT環境中，可能需要使用隧道或端口轉發等技術來允許CoAP連接。

在消息格式方面，MQTT不提供消息類型標記或其他元數據來幫助客戶端理解消息，因此所有的客戶端必須知道向上的數據格式才能進行通訊。相比之下，CoAP提供內置的支持內容協商和發現功能，允許設備相互探測以找到交換數據的方式。

綜上所述，MQTT和CoAP都有各自的優點和適用場景。MQTT更適合多對多的通訊模式，適用于實時數據通訊總線，而CoAP更適合狀態傳輸模型，適用于物聯網設備之間的狀態信息傳輸。

四、行業協議

GB/T28181：國家標準GB/T 28181—2016《公共安全視頻監控聯網系統信息傳輸、交換、控制技術要求》,是視頻監控領域的國家標準。GB28181 標準規定了公共安全視頻監控聯網系統(以下簡稱聯網系統)的與聯結構傳輸、 交換、 控制的基本要求和安全性要求,以及控制、 傳輸流程和協議接口等技術要求。

核心應用場景：視頻聯網傳輸和設備控制。

JT/T808：

指中國國標GB/T 32960-2017《道路車輛運行數據遠程監管與服務》通信協議Q也被稱為JT/T808協議。該協議規定了車輛與監管平臺之間的通信規范，用于實現對道路車輛的遠程監管和服務。

應用場景：交通行業應用。

DL/T645：DL/T 645是多功能電能表與數據終端設備進行數據交換式的物理連接和協議的規范和標準，本設備依據協議采用中國電力企業聯合會提出的DL/T 645-2007《多功能電能表》標準規約，實現設備與多功能電能表的信息通信。應用場景：電表。

GB3761：是一種國標電表協議插件，采用新型的數據采集技術，將電能表的實時工況數據轉換成電信號，提供給計量系統，并能進行電能的實時記錄、統計、抄表和結算等。

應用場景：電表。

HJ212：《污染物在線監控（監測）系統數據傳輸標準》環保行業中使用的數據傳輸標準協議。

應用場景：環保行業。

SL651：《水文監測數據通信規約》，水文監測等設備需要遵循該規范。應用場景：

水文監測。

IEC104：IEC104規約由國際電工委員會制定。IEC104規約把IEC101的應用服務數據單元（ASDU）用網絡規約TCP/IP進行傳輸的標準，該標準為遠動信息的網絡傳輸提供了通信規約依據。采用104規約組合101規約的ASDU的方式后,可很好地保證規約的標準化和通信的可靠性。

應用場景：電力、城市軌道交通。

總結

對于新手學習物聯網，了解傳輸協議、通訊協議和行業協議有以下幾個原因：

掌握基礎知識：傳輸協議、通訊協議和行業協議是物聯網領域的基礎知識，它們定義了設備之間如何進行數據傳輸、信息交換和行業應用的標準和規范。學習這些基礎知識有助于新手建立起對物聯網的基本概念和架構的理解。

理解設備通信：物聯網設備之間需要進行大量的通信，而通信協議規定了設備之間如何進行信息的交換和傳輸。了解通訊協議可以幫助新手理解設備通信的原理和機制，從而更好地理解物聯網的應用場景。

優化網絡性能：傳輸協議和通訊協議對于網絡性能的優化起著重要作用。了解這些協議可以幫助新手了解如何優化網絡傳輸效率、提高信息傳輸的準確性和安全性，從而更好地滿足物聯網應用的需求。

適應行業需求：不同的行業和領域有不同的應用需求和標準，行業協議規定了特定行業中設備之間的通信標準和數據交換方式。了解行業協議可以幫助新手更好地適應特定行業的物聯網應用需求，從而更好地將物聯網技術與實際應用相結合。

提高就業競爭力：隨著物聯網的快速發展，相關領域的工作機會也在不斷增加。了解傳輸協議、通訊協議和行業協議可以幫助新手在求職過程中提高自己的專業素養和技能水平，從而增強就業競爭力。