（文章來源：人人都是產品經理）
通信對物聯網來說十分常用且關鍵，無論是近距離無線傳輸技術還是移動通信技術，都影響著物聯網的發展。隨著時代進步和發展，社會逐步進入互聯網+，各類傳感器采集數據越來越豐富，大數據應用隨之而來，人們考慮把各類設備直接納入互聯網以方便數據采集、管理以及分析計算。簡而言之，物聯網智能化已經不再局限于小型設備、小網絡階段，而是進入到完整的智能工業化領域，智能物聯網化在大數據、云計算、虛擬現實上步入成熟，并納入互聯網+整個大生態環境。

物聯網的概念是在1999年提出的，簡單而言，物聯網就是“物物相連的互聯網”，其核心就是將所有物品通過射頻識別等信息傳感設備與互聯網連接起來, 實現智能化識別和管理。物聯網是指各類傳感器和現有的互聯網相互銜接的一個新技術。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，其目的都是要進行通信，因此也就分別使用有線通信技術和無線通信技術。

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。這個場景一般局域網或者wifi就可以。但是也存在長距離的應用場景，例如兩個城市之間的網絡要連接起來，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。現實中有很多種通信技術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可以滿足所有的通信需求。

通信技術主要是強調信息從信源到目的地的傳輸過程所使用的技術，還有一個問題是各種通信技術之間如何能協同工作呢？為此，國際標準化組織提出了開放系統互連參考模型OSI，也就是網絡分成了物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。也就是這個偉大的標準最終形成了互聯網，以及無所不連的物聯網。以太網（Ethernet）是一種局域網通信技術， IEEE組織的IEEE 802.3標準制定了以太網的技術標準，它規定了包括物理層的連線、電子信號和介質訪問層協議的內容。

以太網使用雙絞線作為傳輸媒介，在沒有中繼的情況下，最遠可以覆蓋200米的范圍。最普及的以太網類型數據傳輸速率為100Mb/s，更新的標準則支持1KMb/s和10KMb/s的速率。串口（Serial port）是一種非常通用的用于設備之間通信的接口，也廣泛用于設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）和工業電腦應用的半雙工RS-485與全雙工RS-422。

和同前面幾種通信技術不一樣，通常認為Modbus只是使用串行方式進行通信的應用層協議標準，它并不包含電氣方面的規范。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是一種無線局域網通信技術，全稱Wireless-Fidelity，無線保真，通信距離通常在幾十米。

Wi-Fi的缺點是通信距離有限，穩定性差，功耗較大，組網能力差。藍牙（BlueTooth）是一種設備之間進行無線通信的技術，曾經標準化為IEEE 802.15.1，現在藍牙技術聯盟（SIG）來負責維護其技術標準，藍牙標準最新版本藍牙5在2016年6月被宣布。藍牙使用短波特高頻（UHF）無線電波，經由2.4至2.485GHz的ISM頻段來進行通信，通信距離從幾米到幾百米不等。

Bultooth Smart技術的藍牙設備之間可以直接“對話”。但是藍牙的缺點主要是其各個版本不兼容，安全性差（4.0以后得到改進），組網能力差，以及在2.4GHz頻率上的電波干擾問題等等。ZigBee被標準化為IEEE 802.15.4，工作頻段有三個：868MHz-868.6MHz、902MHz-928MHz和2.4GHz-2.4835GHz，其中最后一個頻段世界范圍內通用，16個信道，并且該頻段為免付費、免申請的無線電頻段。

三個頻段傳輸速率分別為20kbps，40kbps以及250kbps。但是實際中ZigBee遠沒有像Wi-Fi或者藍牙那樣得到廣泛的應用，這是由于它復雜，成本高，抗干擾性差，ZigBee協議沒有開源，以及和IP協議不的對接比較復雜等等又限制了它在實際中的應用。LoRa來源于Long Range這個單詞，是一種長距離通信的通信技術。LoRa技術基于線性Chirp擴頻調制，延續了移頻鍵控調制的低功耗特性，但是大大增加了通信范圍。

LoRa技術應用典型場景包括：超長電池壽命（幾年），節點之間長距離通信，低速率（如每小時只要傳遞幾次數據）。和NB-IoT技術一樣，也可以犧牲低功耗指標來提高速率。GPRS是通用分組無線電服務（General Packet Radio Service）的縮寫，GPRS是終端和通信基站之間的一種遠程通信技術。最后，由于移動通信終端的普及，其成本已經大大降低，因此在物聯網中采用GPRS通信技術，其硬件成本相比Wi-Fi或者ZigBee都有較大的優勢。

但是GPRS終端在通信時要使用電信運營商的基礎設施，因此需要繳納一定的費用，即數據流量費，這個服務費用限制了大量設備連接到網絡。GPRS的速率較低，是另外一個問題。 GPRS通信質量受信號強弱影響較大，無信號覆蓋或者較弱的地方通信效果很差，可能影響業務的完成。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，屬于RFID技術的一種，工作頻率在13.56MHz，有效工作距離在20cm以內。其傳輸速度有106Kb/s、212Kb/s或者424Kb/s三種。通過卡、讀卡器以及點對點三種業務模式進行數據讀取與交換。

但是NFC沒有其他無線通信那種無線信號被竊聽的風險，但是其NFC卡過于簡單以及被動式響應的設計也是不安全的因素。見到報道的風險例如：即NFC銀行卡內的交易信息，很容易被其他讀卡器，甚至智能手機讀取。我們將物聯網協議分為兩類，一類是傳輸協議，另一類是通信協議。 傳輸協議通常負責子網中設備之間的聯網和通信。我們之前已經為每個人做過一門科學，并且對文章進行了詳細介紹。 通信協議主要是運行在傳統Internet TCP / IP協議上的設備通信協議，并負責通過Internet在設備之間進行數據交換和通信。

HTTP協議是典型的CS通訊模式，由客戶端主動發起連接，向服務器請求XML或JSON數據。該協議最早是為了適用web瀏覽器的上網瀏覽場景和設計的，目前在PC、手機、pad等終端上都應用廣泛，但并不適用于物聯網場景。REST （RepresentationalState Transfer），表征狀態轉換，是基于HTTP協議開發的一種通信風格，目前還不是標準。

適用范圍：REST/HTTP主要為了簡化互聯網中的系統架構，快速實現客戶端和服務器之間交互的松耦合，降低了客戶端和服務器之間的交互延遲。因此適合在物聯網的應用層面，通過REST開放物聯網中資源，實現服務被其他應用所調用。CoAP （ConstrainedApplication Protocol），受限應用協議，應用于無線傳感網中協議。適用范圍：CoAP是簡化了HTTP協議的RESTful API，CoAP是6LowPAN協議棧中的應用層協議，它適用于在資源受限的通信的IP網絡。

MQTT （MessageQueuing Telemetry Transport ），消息隊列遙測傳輸，由IBM開發的即時通訊協議，相比來說比較適合物聯網場景的通訊協議。MQTT協議采用發布/訂閱模式，所有的物聯網終端都通過TCP連接到云端，云端通過主題的方式管理各個設備關注的通訊內容，負責將設備與設備之間消息的轉發。DDS（DataDistribution Service for Real-Time Systems），面向實時系統的數據分布服務，這是大名鼎鼎的OMG組織提出的協議，其權威性應該能證明該協議的未來應用前景。

AMQP（AdvancedMessage Queuing Protocol），先進消息隊列協議，這是OASIS組織提出的，該組織曾提出OSLC（OpenSource Lifecyle）標準，用于業務系統例如PLM，ERP，MES等進行數據交換。適用范圍：最早應用于金融系統之間的交易消息傳遞，在物聯網應用中，主要適用于移動手持設備與后臺數據中心的通信和分析。XMPP（ExtensibleMessaging and Presence Protocol）可擴展通訊和表示協議，XMPP的前身是Jabber，一個開源形式組織產生的網絡即時通信協議。XMPP目前被IETF國際標準組織完成了標準化工作。

即時通信的應用程序，還能用在網絡管理、內容供稿、協同工具、檔案共享、游戲、遠端系統監控等。JMS （JavaMessage Service），JAVA消息服務，這是JAVA平臺中著名的消息隊列協議。Java消息服務（JavaMessage Service）應用程序接口，是一個Java平臺中關于面向消息中間件（MOM）的API，用于在兩個應用程序之間，或分布式系統中發送消息，進行異步通信。Java消息服務是一個與具體平臺無關的API，絕大多數MOM提供商都對JMS提供支持。
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