【有人物联网技术小课堂】物联网有哪些标准和协议?

由于物联网生态系统的复杂性和全面性,我们需要了解开发解决方案的相关标准和协议。物联网解决方案需要新的标准设备、协议和通信机制。不同的组织制定了一些标准。因此,了解诸如IEEE、IETF和ITU等成熟组织提供的物联网标准非常重要。


有人物联网的解决方案中,我提供了6个已建立的物联网标准:


1. 物联网数据链标准


2. 物联网MAC标准


3.物联网路由标准


4. 物联网网络标准


5. 物联网传输层标准


6. 物联网管理标准


还有一些其他的物联网标准是由开放资源组织(如开放组织)开发的。物联网工作组迄今为止已经为物联网生命周期管理制定了两个开放的物联网组标准。这些生命周期管理标准称为O-DF(开放数据格式)和O-MI(开放消息传递接口)。


另一个提供物联网标准的大型组织是LoRa联盟,这是一个支持500多家成员公司的非盈利协会。还有其他组织,如物联网,提供一套开放工具和一个全球开放网络,以建立最大的安全性,并准备以低成本扩展物联网应用程序。


物联网解决方案需要几个标准协议和新开发的物联网专用协议。在我们的解决方案中设计物联网协议时,我们需要考虑远程通信系统和协议,如LPWAN(低功耗广域网)。LPWAN是一种低比特率运行的无线协议。LPWAN允许使用无线网关在联网的物联网设备与云系统之间进行远程通信。


众所周知,LPWAN的能耗要求很低。在物联网市场,你可能会听到很多关于LoRaWAN部署的消息。它是一个LPWAN协议,使用LoRa无线技术连接物联网设备。LoRa可以用于公共和私人部署。它在全球范围内以未经授权的频率运行。LoRa的经济价值在于,它可以为物联网生态系统中的许多设备提供较长的电池寿命。使用LoRaWAN的另一个好处是它可以在平地上延伸30公里。


与物联网相关的一个重要协议是Sigfox。它使用UNB(超窄带)。Sigfox信号具有频谱效率,可以降低任何潜在的噪声。Sigfox还提供较长的电池寿命,因此,这可能对我们的物联网解决方案的成本管理产生积极影响。Sigfox是一家总部位于法国的全球性公司。当然,我们需要从物联网解决方案的成本效益、性能和可用性需求的角度来考虑它们的产品。


从性能角度讨论协议,我们不能不提5G。5G的前景听起来很有吸引力,由于其显著提升数据通信性能的能力,它已经变得很受欢迎。5G是第五代蜂窝无线协议。在不久的将来,5G网络的推出将为物联网解决方案带来丰厚的商业价值。如你所知,目前大多数物联网部署使用4G,这在处理大量分散物联网设备产生的大量流数据时能力不足。


考虑到4G对性能的限制,人们越来越关注5G作为未来物联网能力的一个有前途的推动者。行业分析表明,5G可以创造更多对碘友好的生态系统。5G的一些显著好处是加快了数据传输,并显著降低了网络延迟。此外,5G的引入可能会使网络能耗降低90%左右。我们绝对需要在未来的业务关键物联网解决方案中考虑5G,以提高所需的性能。


还有Edge和云计算协议,尤其是与中间件相关的协议,我们需要考虑各种业务用例。其中重要的有STOMP(简单的面向文本的消息传递协议)、MQTT (MQ遥测传输)、CoAP(约束应用协议)和AMQP(高级消息排队协议)。而STOMP、MQTT和CoAP则侧重于提高资源贫乏环境的可用性和性能。AMQP更关注于提高安全性。


下面是一个简单的列表来方便地记住我们基于九个大类的物联网解决方案中的协议。下面的列表包含了物联网解决方案中最流行的协议选项。作为物联网解决方案的架构师,了解这些协议的优点和缺点,并将它们连贯地架构和集成到我们的解决方案中可能是有益的。


这些知识可以帮助我们做出更好的架构和设计决策,在我们的高性能和低成本解决方案中考虑物联网协议。


1. 发现:mdn, DNS-SD


2. 会话层:HTTP、MQTT、COAP、AMQP、XMPP


3.通信和传输:蓝牙,LPWAN, Wifi


4. 识别:uCode, IPv6, uri, EPC


5. 网络层:6LoWPAN, 6TiSCH, 6Lo, IPv6 over G.9959, IPv6 over Bluetooth Low Energy, RPL, CORPL, CARP


6. 数据链路层:Zigbee,Sigfox, LTE-A, LoRaWAN, WirelessHART, Z-Wave,ble,DASH7, HomePlug, G.9959Weightless, DECT/ULE, IEEE 802.15.4e, IEEE 802.11


7. 设备管理:TR-069, ama - dm


8. 语义:JSON-LD, IOTDB


9. 多层框架:Alljoyn, IoTivity, Weave, Homekit


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