物联网协议有哪些?网关常用无线协议介绍

　　使用物联网设备的时候，当传输指令信息是时，智能设备可以与其他设备(不仅仅是同类设备)进行通信，并在必要时通知用户问题或自动寻求帮助，而传统设备则保持沉默。然而，每一种交互都需要一个通信通道，或一种通用的“语言”，所有物联网生态系统的设备都可以共享和使用。

　　物联网协议，无论是已经存在一段时间的互联网协议，还是专为互联设备通信而创建的物联网协议，都是物联网的媒介。这也是为什么标准化的物联网协议对于物联网是必要的解释之一。它们通过防止进一步的碎片化来降低安全威胁的风险。

　　MQTT

　　作为一种轻量级发布/订阅类型(pub/sub)消息传递协议，消息队列遥测传输可能是采用最多的工业物联网标准。MQTT的架构简单而轻便，使得依靠电池运行的设备功耗较低。

　　它建立在TCP/IP协议的基础上，专门为不可靠的通信网络而创建，以解决近年来越来越多的小型、廉价、低功耗对象进入网络的问题。

　　订阅者、发布者和代理模型是MQTT的基础。发布者在模型中的角色是收集数据，并通过中介层(即代理)将其传输给订阅者。相反，代理的责任是通过双重检查发布者和订阅者的合法性来保证安全性。发布者可以选择指定其消息的质量，这要归功于MQTT的三种实现方式(服务质量):

　　QoS0(最多一次):最快最不可靠的模式。尽管发送了该出版物，但没有收到任何确认。

　　根据QoS1，该消息将至少发送一次，但可能会收到副本。

　　最可靠的模式QoS2(恰好一次)也使用最多的带宽。为了保证消息只传递一次，重复的消息受到控制。

　　由于MQTT广泛用于电表、汽车、检测器和其他工业或卫生设备等物联网设备，因此非常适合以下要求:

　　低带宽使用率

　　利用无线网络

　　最小的能源足迹

　　需要时可靠

　　几乎没有内存和处理能力

　　尽管MQTT有其优点，但它可能会给一些非常受限的设备带来困难，因为它使用TCP进行消息传输，并且必须处理冗长的主题名称。MQTT-SN变体解决了这个问题，它使用UDP并支持主题名索引。

　　MQTT的数据管理和设备管理功能的实现完全是特定于平台或供应商的，尽管它支持定义良好的数据表示和设备管理结构模型。

　　WiFi

　　可以传输无线信号的设备，如电话、计算机或路由器等，是建立Wi-Fi网络所必需的。使用路由器将互联网连接从公共网络转移到私人家庭或办公室网络。在特定范围内，WiFi将附近的设备连接到互联网。通过广播信号，电脑或手机可以与其他设备共享有线或无线互联网连接，这是使用WiFi的另一种方式。

　　WiFi利用无线电波在预定频率上传输数据，如2.4 GHz或5 GHz频道。不同的无线设备可以在两个频率范围内的各种信道上运行，这有助于分散负载，并防止各个设备的连接中断。这在很大程度上防止了无线网络过载。

　　标准WiFi连接的典型范围是100米。然而，最典型的范围只有10到35米。天线的强度或传输频率对有效的网络覆盖有重大影响。根据周围环境以及是否提供内部或外部覆盖，WiFi互联网连接的范围和速度会有所不同。因此，随着电脑越来越靠近WiFi信号的主要来源，其速度会增加，而随着电脑越来越远离来源，其速度会下降。

　　ZigBee

　　低功耗、低吞吐量(高达250 kbps)和节点间100米的连接范围是基于ZigBee的网络的特征。典型应用包括传感器、个人网络(WPAN)、家庭自动化、报警系统和监控系统。

　　2003年，其原始规范成为IEEE标准，2006年初，第一批符合该标准的OEM模块开始大量销售。作为一种自配置的短程无线电网络标准，ZigBee被创建用于遥测系统，用于从能量和热量表等无线读取测量结果。以及用于各种类型的传感器和监控设备之间的通信。

　　ZigBee标准是一种分组数据交换协议，相对易于使用，对通信错误和未授权读取具有弹性，并且经常用于具有最低系统要求的小工具，如微控制器和传感器。

　　ZigBee基于自组装和自修复的网格拓扑结构，使其易于安装和维护。如今，有许多供应商提供支持这种开放标准的设备，并且它可以轻松扩展到数千个节点。

　　蓝牙

　　由于蓝牙技术，各种电子设备，包括电话、键盘、计算机、笔记本电脑、鼠标、掌上电脑、打印机、耳机或扬声器等，都可以无线连接。如果您喜欢wiki风格的解释，这是一个开放标准，在IEEE 802.15.1规范中有详细说明。

　　其技术规格包括三个等级的ERP 1-3传输功率，在开放空间中的范围为100、10和1米。第二类(10米)是最受欢迎的，它使您能够连接不同房间甚至不同楼层的设备。利用这一标准的设备——蓝牙适配器——使用2.4 GHz ISM频段的无线电波。

　　在蓝牙技术中，数据以包的形式传输到带宽为1 Mhz的79个通道中的一个(在最早的蓝牙1.0标准的情况下)，确保最大传输速度为721 kbit/s。最新的蓝牙4.0标准的40个通道和2 Mhz带宽确保了高达3 Mb/s的最大数据传输速率。重要的是要知道，旧的蓝牙版本与新的标准兼容，这确保了更快的数据传输和更高的安全性。

为什么要使用多协议网关

多协议网关是指支持多种无线协议的网关设备，可以连接不同类型、使用不同无线协议的物联网设备。与传统的单协议网关相比，多协议网关具有以下优势：

1. 提高设备兼容性:

多无线协议网关可以连接不同类型的物联网设备，包括智能家居设备、工业控制设备、环境监测设备等。这些设备可能使用不同的无线协议，例如Wi-Fi、Zigbee、LoRaWAN等。多无线协议网关可以将这些不同协议的设备统一接入到物联网平台，实现数据的互联互通。

2. 简化网络部署:

多无线协议网关可以减少网络部署的复杂性。传统的单协议网关需要为每种类型的设备部署一个单独的网关，这会增加网络的部署成本和维护成本。多无线协议网关可以将多个网关的功能整合到一个设备中，简化网络部署，降低成本。

3. 提高网络扩展性:

多无线协议网关可以根据需要扩展网络。当需要连接新的物联网设备时，只需将新的设备连接到多无线协议网关即可，无需部署新的网关。这可以提高网络的扩展性，满足不断增长的物联网设备连接需求。

4. 增强数据安全性:

多无线协议网关可以增强数据安全性。通过使用不同的无线协议，可以将不同类型的物联网设备进行隔离，降低数据泄露的风险。此外，多无线协议网关还可以支持多种安全机制，例如加密、认证等，进一步提高数据安全性。

5. 降低功耗:

多无线协议网关可以降低功耗。传统的单协议网关需要为每种类型的设备保持无线连接，这会增加功耗。多无线协议网关可以根据需要选择合适的无线协议，降低功耗。

6.提高数据采集效率:

多无线协议网关可以同时采集来自不同类型设备的数据，提高数据采集效率。

7.降低数据传输成本:

多无线协议网关可以根据不同的网络环境选择合适的无线协议，降低数据传输成本。

8.提高网络可靠性:

多无线协议网关可以提供冗余备份，提高网络可靠性。

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多协议网关的应用场景

智能家居: 多无线协议网关可以连接各种智能家居设备，例如智能灯泡、智能插座、智能门锁等，实现智能家居的自动化控制。

工业控制: 多无线协议网关可以连接各种工业控制设备，例如传感器、执行器、仪表等，实现工业生产的自动化控制。

环境监测: 多无线协议网关可以连接各种环境监测设备，例如温度传感器、湿度传感器、空气质量传感器等，实现环境数据的采集和监测。

随着物联网技术的不断发展，多协议网关将会在越来越多的应用场景中发挥重要作用。