物联网大数据通信协议 你都了解吗？

由于物联网中的很多设备都是资源受限型的，即只有少量的内存空间和有限的计算能力，所以传统的HTTP协议应用在物联网上就显得过于庞大而不适用。 IETF的CoRE工作组提出了一种基于REST架构的CoAP协议。

那么物联网都有哪些通信协议

你都了解吗

他们适用的环境又是如何

1.REST(松耦合服务调用)

REST即表述性状态传递(英文：Representational State Transfer，简称REST)是Roy Fielding博士在2000年他的博士论文中提出来的一种软件架构风格。它是一种针对网络应用的设计和开发方式，可以降低开发的复杂性，提高系统的可伸缩性。

而REST被应用于物联网主要是基于HTTP web服务的转化，因为REST模式的Web服务与复杂的SOAP和XML-RPC对比来讲明显的更加简洁，越来越多的web服务开始采用REST风格设计和实现。

特点：

1. 给一切物体一个ID

2.连接物体在一起

3.使用标准方法

4.资源多重表述

5.无状态通信

REST其实是互联网中服务调用API封装风格，物联网中数据采集到物联网应用系统中，在物联网应用系统中，可以通过开放REST API的方式，把数据服务开放出去，被互联网中其他应用所调用，所以它非常利于服务平台与物联终端的独立开发，但它的通讯数据量与API内容密切相关，且是一种无状态通信，对安全机制需要重新设计。

2.CoAP协议

由于物联网中的很多设备都是资源受限型的，即只有少量的内存空间和有限的计算能力，所以传统的HTTP协议应用在物联网上就显得过于庞大而不适用。 IETF的CoRE工作组提出了一种基于REST架构的CoAP协议。

CoAP是一种应用层协议，它运行于UDP协议之上而不是像HTTP那样运行于TCP之上。CoAP协议非常的小巧，最小的数据包仅为4字节。

CoAP协议是否可以替换HTTP协议

CoAP并不能替代HTTP协议，但是对于那些小设备(256KB Flash 32KB RAM 20MHz主频)而言CoAP的确是一个好的解决方案。

CoAP消息类型

CoAP采用和HTTP协议相同的请求响应工作模式。CoAP协议共有4中不同的消息类型。

CON——需要被确认的请求，如果CON请求被发送，那么对方必须做出响应。

NON——不需要被确认的请求，如果NON请求被发送，那么对方不必做出回应。

ACK——应答消息，如果接受到CON消息的响应。

RST——复位消息，当接收者接受到的消息包含一个错误，接受者解析消息或者不再关心发送者发送的内容，那么复位消息将会被发送。

CoAP消息结构

一个CoAP消息最小为4个字节，以下是CoAP协议不同部分的描述。

【版本Version】：类似于IPv6和IPv6，仅仅是一个版本号。

【消息类型Message Type】：CON，NON，ACK，RST。这些消息类型相当于HTTP协议的PUTGET等

【消息ID Message ID】：每个CoAP消息都有一个ID，在一次会话中ID总是保持不变。但是在这个会话之后该ID会被回收利用。

【标记 Token】：标记是ID的另一种表现、

【选项 Options】：CoAP选项类似于HTTP请求头，它包括CoAP消息本身，例如CoAP端口号，CoAP主机和CoAP查询字符串等。

【负载Payload】：真正有用的被交互的数据。

在当前由PC机组成的世界，信息交换是通过TCP和应用层协议HTTP实现的。但是对于小型设备而言，实现TCP和HTTP协议显然是一个过分的要求。为了让小设备可以接入互联网，CoAP协议被设计出来。

3.MQTT协议(低带宽)

MQTT(Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议)，是一种基于发布/订阅(publish/subscribe)模式的“轻量级”通讯协议，该协议构建于TCP/IP协议上，由IBM在1999年发布。MQTT最大优点在于，可以以极少的代码和有限的带宽，为连接远程设备提供实时可靠的消息服务。做为一种低开销、低带宽占用的即时通讯协议，使其在物联网、小型设备、移动应用等方面有较广泛的应用。

MQTT协议运行在TCP/IP或其他网络协议，提供有序、无损、双向连接。其特点包括：

1)使用的发布/订阅消息模式，它提供了一对多消息分发，以实现与应用程序的解耦。

2)对负载内容屏蔽的消息传输机制。

3)对传输消息有三种服务质量(QoS)：

最多一次，这一级别会发生消息丢失或重复，消息发布依赖于底层TCP/IP网络。即：

至多一次，这一级别会确保消息到达，但消息可能会重复。即：>=1

只有一次，确保消息只有一次到达。即：=1。在一些要求比较严格的计费系统中，可以使用此级别

4)数据传输和协议交换的最小化(协议头部只有2字节)，以减少网络流量

5)通知机制，异常中断时通知传输双方

适用范围：在低带宽、不可靠的网络下提供基于云平台的远程设备的数据传输和监控。

协议实现方式：

实现MQTT协议需要：客户端和服务器端

MQTT协议中有三种身份：发布者(Publish)、代理(Broker)(服务器)、订阅者(Subscribe)。其中，消息的发布者和订阅者都是客户端，消息代理是服务器，消息发布者可以同时是订阅者。

MQTT传输的消息分为：主题(Topic)和负载(payload)两部分

Topic，可以理解为消息的类型，订阅者订阅(Subscribe)后，就会收到该主题的消息内容(payload)

payload，可以理解为消息的内容，是指订阅者具体要使用的内容

MQTT协议一般适用于设备数据采集到端(Device-》Server，Device-》Gateway)，集中星型网络架构(hub-and-spoke)，不适用设备与设备之间通信，设备控制能力弱，另外实时性较差，一般都在秒级。

4.DDS协议(高可靠性、实时)

数据分发服务DDS(Data Distribution Service)是对象管理组织(OMG)在HLA及CORBA等标准的基础上制定的新一代分布式实时通信中间件技术规范，DDS采用发布/订阅体系架构，强调以数据为中心，提供丰富的QoS服务质量策略，能保障数据进行实时、高效、灵活地分发，可满足各种分布式实时通信应用需求。DDS信息分发中间件是一种轻便的、能够提供实时信息传送的中间件技术。

特点：

1) 灵活的发布/订阅模式

2) 完整DDS规范QoS服务质量策略

3) 已扩展的QoS服务质量策略

4) 互操作

5) 强实时

6) 跨平台

7) 支持多种底层物理通信协议

8) 仿真测试实装的全生命周期支持

DDS很好地支持设备之间的数据分发和设备控制，设备和云端的数据传输，同时DDS的数据分发的实时效率非常高，能做到秒级内同时分发百万条消息到众多设备。DDS在服务质量(QoS)上提供非常多的保障途径，这也是它适用于国防军事、工业控制这些高可靠性、可安全性应用领域的原因。但这些应用都工作在有线网络下，在无线网络，特别是资源受限的情况下，没有见到过实施案例。

5.AMQP协议(互操作性)

AMQP，即Advanced Message Queuing Protocol,一个提供统一消息服务的应用层标准高级消息队列协议,是应用层协议的一个开放标准,为面向消息的中间件设计。基于此协议的客户端与消息中间件可传递消息，并不受客户端/中间件不同产品，不同的开发语言等条件的限制。Erlang中的实现有 RabbitMQ等。

AMQP协议是一个二进制协议，拥有一些现代特点：多信道、协商式、异步、安全、跨平台、中立、高效。

AMQP通常被划分为三层：

模型层定义了一套命令(按功能分类)，客户端应用可以利用这些命令来实现它的业务功能。

会话层负责将命令从客户端应用传递给服务器，再将服务器的应答传递给客户端应用，会话层为这个传递过程提供可靠性、同步机制和错误处理。

传输层提供帧处理、信道复用、错误检测和数据表示。

实现者可以将传输层替换成任意传输协议，只要不改变AMQP协议中与客户端应用程序相关的功能。实现者还可以使用其他高层协议中的会话层。

AMQP协议最早应用于金融系统之间的交易消息传递，在物联网应用中，主要适用于移动手持设备与后台数据中心的通信和分析。

6.XMPP协议(即时通信)

XMPP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。因此，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。而且，XMPP包含了针对服务器端的软件协议，使之能与另一个进行通话，这使得开发者更容易建立客户应用程序或给一个配好系统添加功能。

特点：

1.客户机/服务器通信模式

2.分布式网络

3.简单的客户端，将大多数工作放在服务器端进行

4.标准通用标记语言的子集XML的数据格式

XMPP协议是自由、开放、公开的，并且易于了解。而且在客户端、服务器、组件、源码库等方面，都已经各自有多种实现。但随着通常超过70%的XMPP协议的服务器的数据流量的存在和近60%的被重复转发，XMPP协议目前拥有一个大型架空中存在的数据提供给多个收件人。适用于即时通信的应用程序，还能用在网络管理、内容供稿、协同工具、档案共享、游戏、远端系统监控等。

由中国电子商会指导，中国电子商会物联网技术产品应用专业委员会与北京铭世博国际展览有限公司主/承办的北京国际智慧城市、物联网、大数据博览会，将于2018年4月继续在北京.中国国际展览中心盛大召开。

展出内容：智慧城市、物联网、大数据、RFID智能卡、智能交通、智能应用、大数据应用、大数据软件及服务、互联网创新应用、工业大数据、农业大数据等；智能通讯网络系统、电子支付、POS机、云计算、车联网、智能穿戴、电子信息、软件系统、智能医疗、智能硬件、VR+AR、智能家居、智能生活、互联网+、显示及照明系统等；

北京国际智慧城市、物联网、大数据博览会组委会对所有支持与肯定我们的行业代表广大同仁表示由衷的感谢，我们将继续以“专业一站式高端采购优质平台”为己任，探索行业发展趋势，激发行业市场活力，营造行业发展氛围，建设最专业的交流贸易平台！

同期举办：

2018第十一届亚洲国际物联网展览会

2018第二届北京国际大数据产业展览会

2018北京国际智能家居&智能硬件展览会

宗旨：

构建国际合作平台，打造优秀品牌，展示企业形象，促进行业共同发展。

主题：

把握时代机遇 共筑美好未来

大会意义:

1、为企业在后经济危机时代拉动投资扩大商机，加速产业升级与结构调整，促进产业经济发展。

2、通过展会引进国内外行业先进技术及管理经验，提升行业整体市场竞争力。

3、配合新兴产业基地招商引资，促进产业发展。

4、汇聚各区域行业企业经贸交流，完善产业链，促进区域产业互补及平衡发展。

博览会相关活动安排:

1、国际大数据技术产业高峰论坛；

2、中国国际物联网产业化新产品、新技术推广会；

3、中国国际物联网、大数据、智能家居产业学术研讨会、最新研发成果报告会、投资洽谈会；

4、中国国际物联网、大数据、智能家居产业创新、安全节能、科技环保奖评选及颁奖活动；

北京国际智慧城市、物联网、大数据博览会欢迎您的持续关注，我们2018年4月再相会！

江涛：18910824846