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【宝藏系列】物联网中常用的十种通信协议

2024年08月03日 C/C++ 我要评论
【宝藏系列】物联网中常用的十种通信协议1️⃣MQTT2️⃣CoAP3️⃣AMQP4️⃣XMPP5️⃣LwM2M6️⃣HTTP7️⃣DDS8️⃣Bluetooth Low Energy9️⃣LoRaWAN1️⃣0️⃣NB-IoT1️⃣MQTTMQTT(Message Queuing Telemetry Transport,消息队列遥测传输)是一种轻量级的、基于发布/订阅模式的消息传输协议,它被设计用于连接带宽有限、延迟较高、不稳定的网络环境。MQTT协议广泛应用于物联网(IoT)领域


1️⃣mqtt


mqtt(message queuing telemetry transport,消息队列遥测传输)是一种轻量级的、基于发布/订阅模式的消息传输协议,它被设计用于连接带宽有限、延迟较高、不稳定的网络环境。mqtt协议广泛应用于物联网(iot)领域,因为它能够有效地处理设备间的通信,尤其是在资源受限的情况下。

mqtt协议的工作原理类似于一个发布-订阅模型,它允许不同的设备或客户端通过一个称为“代理”(broker)的中间件来交换消息。设备或客户端可以选择订阅(subscribe)特定的主题(topic),并从中接收来自代理的消息。同时,设备或客户端还可以发布(publish)消息到一个或多个特定的主题(topic),代理将转发这些消息给所有订阅该主题的设备或客户端。

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以下是mqtt的一些关键特点:

mqtt协议的工作流程大致如下:

mqtt协议的这些特性使其成为物联网领域中非常受欢迎的通信协议之一。

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2️⃣coap


coap(constrained application protocol,受限应用协议)是一种专为物联网(iot)和机器对机器(m2m)通信设计的协议。它是基于rest(representational state transfer,表述性状态传输)原则的协议,旨在满足低功耗设备和网络的特定需求。
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以下是coap的一些关键特点和功能:

coap的工作流程大致如下:

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3️⃣amqp


amqp(advanced message queuing protocol)是一个提供统一消息服务的应用层标准高级消息队列协议。与其说amqp是一种协议,其实它更是一种标准。它是应用层协议的一个开放标准,为面向消息的中间件设计。

amqp支持符合要求的客户端应用和消息中间件代理之间进行通信。消息代理从发布者那里接收消息,并根据既定的路由规则将接收到的消息发送给处理消息的消费者。由于amqp是一个网络协议,所以这个过程中的发布者、消费者以及消息代理可以存在于不同的设备上。

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以下是amqp的一些关键特点和功能:

amqp的工作流程大致如下:

amqp协议的这些特性使其在需要高度可靠和灵活的消息传递的应用中非常有用,如企业应用集成、金融服务、电信和物联网等。它能够提供类似于jms和.net消息队列的功能,同时具有更好的跨平台性和扩展性。

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4️⃣xmpp


xmpp(the extensible messaging and presence protocol,即可扩展通讯和表示协议)是一种基于标准通用标记语言的子集xml的协议,它继承了在xml环境中灵活的发展性。

基于xmpp的应用具有超强的可扩展性,经过扩展以后的xmpp可以通过发送扩展的信息来处理用户的需求,以及在xmpp的顶端建立如内容发布系统和基于地址的服务等应用程序。随着时间的发展,xmpp已经被扩展和应用到更广泛的领域,如物联网(iot)、企业通信、社交网络和协作工具等。

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以下是xmpp的一些关键特点和功能:

xmpp的工作流程大致如下:

xmpp协议的这些特性使其在需要实时通信和状态信息的应用中非常有用,如即时通讯、社交网络、企业通信和物联网等。它能够提供类似于即时通讯软件的功能,同时具有更好的可扩展性和隐私保护。

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5️⃣lwm2m


lwm2m(lightweight machine to machine,轻量级机器对机器)是一种专为物联网(iot)环境设计的协议,它支持设备管理和服务提供。lwm2m由oma(open mobile alliance,开放移动联盟)制定,其设计目标是简单、高效,以适应资源受限的设备和网络环境。
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以下是lwm2m的一些关键特点和功能:

lwm2m的工作流程大致如下:

lwm2m协议的这些特性使其在物联网领域中非常有用,特别是在需要设备管理和服务提供的场合。它能够提供轻量级、安全和可扩展的通信机制,适应了物联网设备的多样性和复杂性。

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6️⃣http


当我们谈到物联网通信协议时,http(hypertext transfer protocol)是一个人人都熟知的协议,它被用于在互联网上传输超文本文档。但是在物联网中,http也扮演着重要的角色。

http协议不仅支持传输数据,还支持请求、响应和状态码等操作。这使得它非常适合在物联网中使用。同时,它也非常灵活,支持各种不同的数据格式和通信方式,例如 restful api 和 websocket。

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然而,在物联网中使用http也有一些挑战。例如,http通信需要使用tcp连接,这可能会导致功耗过高和延迟过大。此外,http的请求头和响应头也会带来额外的开销。

总之,http是一种可靠、灵活的物联网通信协议,它可以帮助设备在互联网中进行通信,并且支持各种不同的数据格式和通信方式。但是,在使用http时需要注意功耗和延迟等问题,以确保设备能够在低功耗、低带宽和低延迟的环境中正常工作。

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7️⃣dds


dds(data distribution service)是一种以数据为中心的分布式实时数据分发服务中间件协议,它是分布式实时网络里的“tcp/ip”,用来解决实时网络中的网络协议互联,其作用相当于“总线上的总线”。

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以下是dds的一些关键特点和功能:

dds的工作流程大致如下:

dds协议的这些特性使其在需要高可靠性、实时性和可扩展性的分布式系统中非常有用。它能够提供一种高效、灵活和安全的数据交换机制,适应了复杂和动态的系统环境。

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8️⃣bluetooth low energy


bluetooth low energy(ble,低功耗蓝牙)是蓝牙技术的一个分支,专为低功耗设备设计。它在2010年作为蓝牙4.0标准的一部分被引入,旨在满足小型设备(如健康和健身设备、智能家居设备等)的通信需求。ble在保持蓝牙技术低复杂性的同时,大幅降低了功耗,延长了设备的电池寿命。

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以下是ble的一些关键特点和功能:

ble的工作流程大致如下:

ble协议的这些特性使其成为物联网和可穿戴设备领域中非常流行的通信技术之一。它能够提供低功耗、快速连接和安全的数据传输,适应了现代小型设备的需求。

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9️⃣lorawan


lorawan(long range wide area network,长距离广域网)是一种低功耗广域网(lpwan)通信协议,专为需要长距离通信和低功耗的应用设计。它基于lora(long range,长距离)调制技术,能够实现远距离、低功耗的数据传输。lorawan广泛应用于物联网(iot)领域,特别是在需要覆盖广阔区域的应用中,如农业监测、城市基础设施、智能建筑和物流跟踪等。
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以下是lorawan的一些关键特点和功能:

lorawan的工作流程大致如下:

lorawan协议的这些特性使其在需要长距离通信和低功耗的应用中非常有用。它能够提供一种可靠、安全和可扩展的通信机制,适应了物联网和智能城市等复杂应用的需求。

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1️⃣0️⃣nb-iot


nb-iot(narrowband internet of things,窄带物联网)是一种基于蜂窝网络的通信技术,专为物联网(iot)应用设计。nb-iot作为3gpp(第三代合作伙伴计划)标准的一部分,能够在现有的lte(long term evolution,长期演进)网络基础设施上运行,同时也兼容2g/gsm(全球移动通信系统)网络。nb-iot技术旨在满足物联网设备对低功耗、广覆盖、大连接数的需求。

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以下是nb-iot的一些关键特点和功能:

nb-iot的工作流程大致如下:

nb-iot协议的这些特性使其成为物联网领域中非常有潜力的通信技术之一。它能够提供一种高效、可靠和安全的通信方式,适应了物联网设备的多样化和复杂性。随着5g技术的推进,nb-iot预计将与5g网络协同工作,进一步推动物联网的发展。


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