大家好我是小火，想學(xué)習(xí)單片機(jī)的同學(xué)可以關(guān)注、私信我或者在評(píng)論區(qū)回復(fù)我要入門。隨著物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)概念產(chǎn)品逐漸的融入到人們的生活中，這些設(shè)備之間的通信或連接已成為一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。通信對(duì)物聯(lián)網(wǎng)來說十分常用而且是非常核心的部分，無論是近距離無線傳輸技術(shù)還是移動(dòng)通信技術(shù)，都影響著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。而在通信中，通信協(xié)議尤其重要，是雙方實(shí)體完成通信或服務(wù)所必須遵循的規(guī)則和約定。
物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議，它們具有不同的性能、數(shù)據(jù)速率、覆蓋范圍、功率和內(nèi)存，而且每一種協(xié)議都有各自的優(yōu)點(diǎn)和或多或少的缺點(diǎn)。其中有些通信協(xié)議只能用在小型家用電器，而其他一些通信協(xié)議則可以用于大型智慧城市項(xiàng)目。物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議分為兩大類：
一類是接入?yún)f(xié)議：一般負(fù)責(zé)子網(wǎng)內(nèi)設(shè)備間的組網(wǎng)及通信
一類是通訊協(xié)議：主要是運(yùn)行在傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)TCP/IP協(xié)議之上的設(shè)備通訊協(xié)議，負(fù)責(zé)設(shè)備通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換及通信。
物理層、數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議
1、遠(yuǎn)距離蜂窩通信
（1）2G/3G/4G通信協(xié)議，分別指第二、三、四代移動(dòng)通信系統(tǒng)協(xié)議。
（2）NB-IoT
窄帶物聯(lián)網(wǎng)（Narrow Band Internet of Things, NB-IoT）成為萬物互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要分支。NB-IoT構(gòu)建于蜂窩網(wǎng)絡(luò)，只消耗大約180kHz的帶寬，可直接部署于GSM網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)或LTE網(wǎng)絡(luò)，以降低部署成本、實(shí)現(xiàn)平滑升級(jí)。NB-IoT聚焦于低功耗廣覆蓋（LPWA）物聯(lián)網(wǎng)（IoT）市場(chǎng)，是一種可在全球范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用的新興技術(shù)。具有覆蓋廣、連接多、速率快、成本低、功耗低、架構(gòu)優(yōu)等特點(diǎn)。
應(yīng)用場(chǎng)景：NB-IoT網(wǎng)絡(luò)帶來的場(chǎng)景應(yīng)用包括智能停車、智能消防、智能水務(wù)、智能路燈、共享單車和智能家電等。
（3）5G
第五代移動(dòng)通信技術(shù)，是最新一代蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)。5G的性能目標(biāo)是高數(shù)據(jù)速率、減少延遲、節(jié)省能源、降低成本、提高系統(tǒng)容量和大規(guī)模設(shè)備連接。
應(yīng)用場(chǎng)景：AR/VR、車聯(lián)網(wǎng)、智能制造、智慧能源、無線醫(yī)療、無線家庭娛樂、聯(lián)網(wǎng)無人機(jī)、超高清/全景直播、個(gè)人AI輔助、智慧城市。
2、遠(yuǎn)距離非蜂窩通信
（1）WiFi
由于前幾年家用WiFi路由器以及智能手機(jī)的迅速普及，WiFi協(xié)議在智能家居領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用。WiFi協(xié)議最大的優(yōu)勢(shì)是可以直接接入互聯(lián)網(wǎng)。相對(duì)于ZigBee，采用Wifi協(xié)議的智能家居方案省去了額外的網(wǎng)關(guān)，相對(duì)于藍(lán)牙協(xié)議，省去了對(duì)手機(jī)等移動(dòng)終端的依賴。
商用WiFi在高鐵站、商場(chǎng)等公共場(chǎng)所的覆蓋，將商用WiFi的前景應(yīng)用潛力進(jìn)行一個(gè)充分的表現(xiàn)。
（2）ZigBee
ZigBee是一種低速短距離傳輸?shù)臒o線通信協(xié)議，是一種高可靠的無線數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)，它的特點(diǎn)是低速、低耗電、低成本、支持大量網(wǎng)上節(jié)點(diǎn)、支持多種網(wǎng)上拓?fù)洹⒌蛷?fù)雜度、快速、可靠、安全。ZigBee主要是依靠無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，它能夠近距離的進(jìn)行無線連接，屬于無線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的一種。
ZigBee技術(shù)的先天性優(yōu)勢(shì)，使得它在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)逐漸成為一個(gè)主流技術(shù)，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、智能 家居等領(lǐng)域得到大規(guī)模的應(yīng)用。
（3）LoRa
LoRa™(LongRange，遠(yuǎn)距離)是一種調(diào)制技術(shù)，與同類技術(shù)相比，提供更遠(yuǎn)的通信距離。LoRa 網(wǎng)關(guān)、煙感、水監(jiān)測(cè)、紅外探測(cè)、定位、排插等廣泛應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品。作為一種窄帶無線技術(shù)，LoRa 是使用到達(dá)時(shí)間差來實(shí)現(xiàn)地理定位的。LoRa 定位的應(yīng)用場(chǎng)景：智慧城市和交通監(jiān)控、計(jì)量和物流、農(nóng)業(yè)定位監(jiān)控。
3、近距離通信
RFID
射頻識(shí)別（RFID）是 Radio Frequency Identification 的縮寫。其原理為閱讀器與標(biāo)簽之間進(jìn)行非接觸式的數(shù)據(jù)通信，達(dá)到識(shí)別目標(biāo)的目的。RFID 的應(yīng)用非常廣泛，典型應(yīng)用有動(dòng)物晶片、汽車晶片防盜器、門禁管制、停車場(chǎng)管制、生產(chǎn)線自動(dòng)化、物料管理。完整的RFID系統(tǒng)由讀寫器(Reader)、電子標(biāo)簽(Tag)和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)三部分組成。
NFC
NFC的中文全稱為近場(chǎng)通信技術(shù)。NFC是在非接觸式射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合無線互連技術(shù)研發(fā)而成，它為我們?nèi)粘Ｉ钪性絹碓狡占暗母鞣N電子產(chǎn)品提供了一種十分安全快捷的通信方式。NFC中文名稱中的“近場(chǎng)”是指臨近電磁場(chǎng)的無線電波。
應(yīng)用地方：應(yīng)用在會(huì)議簽到、考勤、訪客、門禁等領(lǐng)域。NFC具有人機(jī)交互、機(jī)器間交互等功能。
Bluetooth
藍(lán)牙技術(shù)是一種無線數(shù)據(jù)和語音通信開放的全球規(guī)范，它是基于低成本的近距離無線連接，為固定和移動(dòng)設(shè)備建立通信環(huán)境的一種特殊的近距離無線技術(shù)連接。
藍(lán)牙能在包括移動(dòng)電話、PDA、無線耳機(jī)、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無線信息交換。利用“藍(lán)牙”技術(shù)，能夠有效地簡(jiǎn)化移動(dòng)通信終端設(shè)備之間的通信，也能夠成功地簡(jiǎn)化設(shè)備與因特網(wǎng)Internet之間的通信，從而數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效，為無線通信拓寬道路。
4、有線通信
（1）USB
USB，是英文Universal Serial Bus（通用串行總線）的縮寫，是一個(gè)外部總線標(biāo)準(zhǔn)，用于規(guī)范電腦與外部設(shè)備的連接和通訊。是應(yīng)用在PC領(lǐng)域的接口技術(shù)。
（2）串口通信協(xié)議
串口通信協(xié)議是指規(guī)定了數(shù)據(jù)包的內(nèi)容，內(nèi)容包含了起始位、主體數(shù)據(jù)、校驗(yàn)位及停止位，雙方需要約定一致的數(shù)據(jù)包格式才能正常收發(fā)數(shù)據(jù)的有關(guān)規(guī)范。在串口通信中，我們常用使用的協(xié)議包括RS-232、RS-422和RS-485。
串口通信是指外設(shè)和計(jì)算機(jī)間，通過數(shù)據(jù)線按位進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)的一種通訊方式。這種通信方式使用的數(shù)據(jù)線少，在遠(yuǎn)距離通信中可以節(jié)約通信成本，但其傳輸速度比并行傳輸?shù)汀?/p>
（3）以太網(wǎng)
以太網(wǎng)是一種計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)技術(shù)。IEEE組織的IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)制定了以太網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，它規(guī)定了包括物理層的連線、電子信號(hào)和介質(zhì)訪問層協(xié)議的內(nèi)容。
二、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸協(xié)議
1、IPv 4
互聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議第四版，是網(wǎng)際協(xié)議開發(fā)過程中的第四個(gè)修訂版本，IPv4是互聯(lián)網(wǎng)通信的核心，也是使用最廣泛的網(wǎng)際協(xié)議版本。
2、IPv6
互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第6版，因?yàn)镮Pv4存在一個(gè)很大的問題就是網(wǎng)絡(luò)地址資源有限，這個(gè)問題會(huì)嚴(yán)重制約了互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和發(fā)展。IPv6的使用，不僅能解決網(wǎng)絡(luò)地址資源數(shù)量的問題，而且也解決了多種接入設(shè)備連入互聯(lián)網(wǎng)的障礙
3、TCP
傳輸控制協(xié)議（TCP，Transmission Control Protocol）是一種面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議。TCP旨在適應(yīng)支持多網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的分層協(xié)議層次結(jié)構(gòu)。連接到不同但互連的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的主計(jì)算機(jī)中的成對(duì)進(jìn)程之間依靠TCP提供可靠的通信服務(wù)。TCP假設(shè)它可以從較低級(jí)別的協(xié)議獲得簡(jiǎn)單的，可能不可靠的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)。
三、應(yīng)用層協(xié)議
1、MQTT協(xié)議
MQTT (Message Queue Telemetry Transport)，翻譯成中文就是，遙測(cè)傳輸協(xié)議，其主要提供了訂閱/發(fā)布兩種消息模式，更為簡(jiǎn)約、輕量，易于使用，特別適合于受限環(huán)境（帶寬低、網(wǎng)絡(luò)延遲高、網(wǎng)絡(luò)通信不穩(wěn)定）的消息分發(fā)，屬于物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Thing）的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)傳輸協(xié)議。
在很多情況下，包括受限的環(huán)境中，如：機(jī)器與機(jī)器（M2M）通信和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）。其在，通過衛(wèi)星鏈路通信傳感器、偶爾撥號(hào)的醫(yī)療設(shè)備、智能家居、及一些小型化設(shè)備中已廣泛使用。
2、CoAP協(xié)議
CoAP（Constrained Application Protocol）是一種在物聯(lián)網(wǎng)世界的類Web協(xié)議，適用于需要通過標(biāo)準(zhǔn)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制或監(jiān)控的小型低功率傳感器，開關(guān)，閥門和類似的組件，服務(wù)器對(duì)不支持的類型可以不響應(yīng)
3、REST/HTTP協(xié)議
RESTful是一種基于資源的軟件架構(gòu)風(fēng)格。所謂資源，就是網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)實(shí)體，或者說是網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)具體信息。一張圖片、一首歌曲都是一個(gè)資源。RESTful API是基于HTTP協(xié)議的一種實(shí)現(xiàn)。（HTTP是一個(gè)應(yīng)用層的協(xié)議，特點(diǎn)是簡(jiǎn)捷 快速）。
滿足Rest規(guī)范的應(yīng)用程序或設(shè)計(jì)就是RESTful，根據(jù)Rest規(guī)范設(shè)計(jì)的API，就叫做RESTful API
4、DDS協(xié)議
DDS（Data Distribution Service）分布式實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)中間件協(xié)議，它是分布式實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)里的“TCP/IP”，用來解決實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議互聯(lián)，其作用相當(dāng)于“總線上的總線”。
5、AMQP協(xié)議
AMQP，即Advanced Message Queuing Protocol，一個(gè)提供統(tǒng)一消息服務(wù)的應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)高級(jí)消息隊(duì)列協(xié)議，是應(yīng)用層協(xié)議的一個(gè)開放標(biāo)準(zhǔn)，為面向消息的中間件設(shè)計(jì)。基于此協(xié)議的客戶端與消息中間件可傳遞消息，并不受客戶端/中間件不同產(chǎn)品，不同的開發(fā)語言等條件的限制。Erlang中的實(shí)現(xiàn)有RabbitMQ等。
6、XMPP協(xié)議
XMPP是一種基于標(biāo)準(zhǔn)通用標(biāo)記語言的子集XML的協(xié)議，它繼承了在XML環(huán)境中靈活的發(fā)展性。因此，基于XMPP的應(yīng)用具有超強(qiáng)的可擴(kuò)展性。經(jīng)過擴(kuò)展以后的XMPP可以通過發(fā)送擴(kuò)展的信息來處理用戶的需求，以及在XMPP的頂端建立如內(nèi)容發(fā)布系統(tǒng)和基于地址的服務(wù)等應(yīng)用程序。
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