（文章來源：人人都是產(chǎn)品經(jīng)理）
通信對(duì)物聯(lián)網(wǎng)來說十分常用且關(guān)鍵，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。隨著時(shí)代進(jìn)步和發(fā)展，社會(huì)逐步進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)+，各類傳感器采集數(shù)據(jù)越來越豐富，大數(shù)據(jù)應(yīng)用隨之而來，人們考慮把各類設(shè)備直接納入互聯(lián)網(wǎng)以方便數(shù)據(jù)采集、管理以及分析計(jì)算。簡而言之，物聯(lián)網(wǎng)智能化已經(jīng)不再局限于小型設(shè)備、小網(wǎng)絡(luò)階段，而是進(jìn)入到完整的智能工業(yè)化領(lǐng)域，智能物聯(lián)網(wǎng)化在大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)上步入成熟，并納入互聯(lián)網(wǎng)+整個(gè)大生態(tài)環(huán)境。

物聯(lián)網(wǎng)的概念是在1999年提出的，簡單而言，物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，其核心就是將所有物品通過射頻識(shí)別等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來, 實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理。物聯(lián)網(wǎng)是指各類傳感器和現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)相互銜接的一個(gè)新技術(shù)。連接方式可以分成有線連接和無線連接，我們這里講的連接，其目的都是要進(jìn)行通信，因此也就分別使用有線通信技術(shù)和無線通信技術(shù)。

有很多的場合人和物只需要跟附近的通信終端通信，例如在家里，辦公室，工廠等等。這個(gè)場景一般局域網(wǎng)或者wifi就可以。但是也存在長距離的應(yīng)用場景，例如兩個(gè)城市之間的網(wǎng)絡(luò)要連接起來，在高速上的車輛或乘客，甚至是海洋上的漁船。通常我們把通信距離在100m以內(nèi)的通信稱之為短距離通信，而通信距離超過1000m的稱之為長距離通信。現(xiàn)實(shí)中有很多種通信技術(shù)可以滿足各種不同的通信需求，但是還沒有哪一種通信技術(shù)可以滿足所有的通信需求。

通信技術(shù)主要是強(qiáng)調(diào)信息從信源到目的地的傳輸過程所使用的技術(shù)，還有一個(gè)問題是各種通信技術(shù)之間如何能協(xié)同工作呢？為此，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織提出了開放系統(tǒng)互連參考模型OSI，也就是網(wǎng)絡(luò)分成了物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層。也就是這個(gè)偉大的標(biāo)準(zhǔn)最終形成了互聯(lián)網(wǎng)，以及無所不連的物聯(lián)網(wǎng)。以太網(wǎng)（Ethernet）是一種局域網(wǎng)通信技術(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。

以太網(wǎng)使用雙絞線作為傳輸媒介，在沒有中繼的情況下，最遠(yuǎn)可以覆蓋200米的范圍。最普及的以太網(wǎng)類型數(shù)據(jù)傳輸速率為100Mb/s，更新的標(biāo)準(zhǔn)則支持1KMb/s和10KMb/s的速率。串口（Serial port）是一種非常通用的用于設(shè)備之間通信的接口，也廣泛用于設(shè)備以及儀器儀表之間的通信。常見的串口有RS-232（使用 25 針或 9 針連接器）和工業(yè)電腦應(yīng)用的半雙工RS-485與全雙工RS-422。

和同前面幾種通信技術(shù)不一樣，通常認(rèn)為Modbus只是使用串行方式進(jìn)行通信的應(yīng)用層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，它并不包含電氣方面的規(guī)范。Modbus最初是Modicon于1979年為使用可編程邏輯控制器（PLC）通信而發(fā)表的，后來衍生出Modbus RTU，Modbus ASCII和Modbus TCP三種模式，前兩種所用的物理接口是上面介紹的串口，后一種使用Ethernet接口。Wi-Fi是一種無線局域網(wǎng)通信技術(shù)，全稱Wireless-Fidelity，無線保真，通信距離通常在幾十米。

Wi-Fi的缺點(diǎn)是通信距離有限，穩(wěn)定性差，功耗較大，組網(wǎng)能力差。藍(lán)牙（BlueTooth）是一種設(shè)備之間進(jìn)行無線通信的技術(shù)，曾經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化為IEEE 802.15.1，現(xiàn)在藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟（SIG）來負(fù)責(zé)維護(hù)其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)最新版本藍(lán)牙5在2016年6月被宣布。藍(lán)牙使用短波特高頻（UHF）無線電波，經(jīng)由2.4至2.485GHz的ISM頻段來進(jìn)行通信，通信距離從幾米到幾百米不等。

Bultooth Smart技術(shù)的藍(lán)牙設(shè)備之間可以直接“對(duì)話”。但是藍(lán)牙的缺點(diǎn)主要是其各個(gè)版本不兼容，安全性差（4.0以后得到改進(jìn)），組網(wǎng)能力差，以及在2.4GHz頻率上的電波干擾問題等等。ZigBee被標(biāo)準(zhǔn)化為IEEE 802.15.4，工作頻段有三個(gè)：868MHz-868.6MHz、902MHz-928MHz和2.4GHz-2.4835GHz，其中最后一個(gè)頻段世界范圍內(nèi)通用，16個(gè)信道，并且該頻段為免付費(fèi)、免申請(qǐng)的無線電頻段。

三個(gè)頻段傳輸速率分別為20kbps，40kbps以及250kbps。但是實(shí)際中ZigBee遠(yuǎn)沒有像Wi-Fi或者藍(lán)牙那樣得到廣泛的應(yīng)用，這是由于它復(fù)雜，成本高，抗干擾性差，ZigBee協(xié)議沒有開源，以及和IP協(xié)議不的對(duì)接比較復(fù)雜等等又限制了它在實(shí)際中的應(yīng)用。LoRa來源于Long Range這個(gè)單詞，是一種長距離通信的通信技術(shù)。LoRa技術(shù)基于線性Chirp擴(kuò)頻調(diào)制，延續(xù)了移頻鍵控調(diào)制的低功耗特性，但是大大增加了通信范圍。

LoRa技術(shù)應(yīng)用典型場景包括：超長電池壽命（幾年），節(jié)點(diǎn)之間長距離通信，低速率（如每小時(shí)只要傳遞幾次數(shù)據(jù)）。和NB-IoT技術(shù)一樣，也可以犧牲低功耗指標(biāo)來提高速率。GPRS是通用分組無線電服務(wù)（General Packet Radio Service）的縮寫，GPRS是終端和通信基站之間的一種遠(yuǎn)程通信技術(shù)。最后，由于移動(dòng)通信終端的普及，其成本已經(jīng)大大降低，因此在物聯(lián)網(wǎng)中采用GPRS通信技術(shù)，其硬件成本相比Wi-Fi或者ZigBee都有較大的優(yōu)勢。

但是GPRS終端在通信時(shí)要使用電信運(yùn)營商的基礎(chǔ)設(shè)施，因此需要繳納一定的費(fèi)用，即數(shù)據(jù)流量費(fèi)，這個(gè)服務(wù)費(fèi)用限制了大量設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)。GPRS的速率較低，是另外一個(gè)問題。 GPRS通信質(zhì)量受信號(hào)強(qiáng)弱影響較大，無信號(hào)覆蓋或者較弱的地方通信效果很差，可能影響業(yè)務(wù)的完成。NFC，Near-field communication，中文常翻譯為近場通信。NFC是一種短距高頻的無線電技術(shù)，屬于RFID技術(shù)的一種，工作頻率在13.56MHz，有效工作距離在20cm以內(nèi)。其傳輸速度有106Kb/s、212Kb/s或者424Kb/s三種。通過卡、讀卡器以及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)三種業(yè)務(wù)模式進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取與交換。

但是NFC沒有其他無線通信那種無線信號(hào)被竊聽的風(fēng)險(xiǎn)，但是其NFC卡過于簡單以及被動(dòng)式響應(yīng)的設(shè)計(jì)也是不安全的因素。見到報(bào)道的風(fēng)險(xiǎn)例如：即NFC銀行卡內(nèi)的交易信息，很容易被其他讀卡器，甚至智能手機(jī)讀取。我們將物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議分為兩類，一類是傳輸協(xié)議，另一類是通信協(xié)議。 傳輸協(xié)議通常負(fù)責(zé)子網(wǎng)中設(shè)備之間的聯(lián)網(wǎng)和通信。我們之前已經(jīng)為每個(gè)人做過一門科學(xué)，并且對(duì)文章進(jìn)行了詳細(xì)介紹。 通信協(xié)議主要是運(yùn)行在傳統(tǒng)Internet TCP / IP協(xié)議上的設(shè)備通信協(xié)議，并負(fù)責(zé)通過Internet在設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和通信。

HTTP協(xié)議是典型的CS通訊模式，由客戶端主動(dòng)發(fā)起連接，向服務(wù)器請(qǐng)求XML或JSON數(shù)據(jù)。該協(xié)議最早是為了適用web瀏覽器的上網(wǎng)瀏覽場景和設(shè)計(jì)的，目前在PC、手機(jī)、pad等終端上都應(yīng)用廣泛，但并不適用于物聯(lián)網(wǎng)場景。REST （RepresentationalState Transfer），表征狀態(tài)轉(zhuǎn)換，是基于HTTP協(xié)議開發(fā)的一種通信風(fēng)格，目前還不是標(biāo)準(zhǔn)。

適用范圍：REST/HTTP主要為了簡化互聯(lián)網(wǎng)中的系統(tǒng)架構(gòu)，快速實(shí)現(xiàn)客戶端和服務(wù)器之間交互的松耦合，降低了客戶端和服務(wù)器之間的交互延遲。因此適合在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用層面，通過REST開放物聯(lián)網(wǎng)中資源，實(shí)現(xiàn)服務(wù)被其他應(yīng)用所調(diào)用。CoAP （ConstrainedApplication Protocol），受限應(yīng)用協(xié)議，應(yīng)用于無線傳感網(wǎng)中協(xié)議。適用范圍：CoAP是簡化了HTTP協(xié)議的RESTful API，CoAP是6LowPAN協(xié)議棧中的應(yīng)用層協(xié)議，它適用于在資源受限的通信的IP網(wǎng)絡(luò)。

MQTT （MessageQueuing Telemetry Transport ），消息隊(duì)列遙測傳輸，由IBM開發(fā)的即時(shí)通訊協(xié)議，相比來說比較適合物聯(lián)網(wǎng)場景的通訊協(xié)議。MQTT協(xié)議采用發(fā)布/訂閱模式，所有的物聯(lián)網(wǎng)終端都通過TCP連接到云端，云端通過主題的方式管理各個(gè)設(shè)備關(guān)注的通訊內(nèi)容，負(fù)責(zé)將設(shè)備與設(shè)備之間消息的轉(zhuǎn)發(fā)。DDS（DataDistribution Service for Real-Time Systems），面向?qū)崟r(shí)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分布服務(wù)，這是大名鼎鼎的OMG組織提出的協(xié)議，其權(quán)威性應(yīng)該能證明該協(xié)議的未來應(yīng)用前景。

AMQP（AdvancedMessage Queuing Protocol），先進(jìn)消息隊(duì)列協(xié)議，這是OASIS組織提出的，該組織曾提出OSLC（OpenSource Lifecyle）標(biāo)準(zhǔn)，用于業(yè)務(wù)系統(tǒng)例如PLM，ERP，MES等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。適用范圍：最早應(yīng)用于金融系統(tǒng)之間的交易消息傳遞，在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，主要適用于移動(dòng)手持設(shè)備與后臺(tái)數(shù)據(jù)中心的通信和分析。XMPP（ExtensibleMessaging and Presence Protocol）可擴(kuò)展通訊和表示協(xié)議，XMPP的前身是Jabber，一個(gè)開源形式組織產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)即時(shí)通信協(xié)議。XMPP目前被IETF國際標(biāo)準(zhǔn)組織完成了標(biāo)準(zhǔn)化工作。

即時(shí)通信的應(yīng)用程序，還能用在網(wǎng)絡(luò)管理、內(nèi)容供稿、協(xié)同工具、檔案共享、游戲、遠(yuǎn)端系統(tǒng)監(jiān)控等。JMS （JavaMessage Service），JAVA消息服務(wù)，這是JAVA平臺(tái)中著名的消息隊(duì)列協(xié)議。Java消息服務(wù)（JavaMessage Service）應(yīng)用程序接口，是一個(gè)Java平臺(tái)中關(guān)于面向消息中間件（MOM）的API，用于在兩個(gè)應(yīng)用程序之間，或分布式系統(tǒng)中發(fā)送消息，進(jìn)行異步通信。Java消息服務(wù)是一個(gè)與具體平臺(tái)無關(guān)的API，絕大多數(shù)MOM提供商都對(duì)JMS提供支持。
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