並非每個物聯網通信協議，都適合每個佈署或設備。在選擇一種協議，而不是另一種協議之前，請考慮電源和安全要求。
聯網事物的數量和範圍正在迅速擴大，2020 年物聯網連接數，首次超過非物聯網在線連接數。
根據市場研究公司 IoT Analytics 的數據，2020 年物聯網連接數為 117 億，而非物聯網連接數為 100 億，例如智慧手機和電腦機。那裡的研究人員估計，到 2025 年，物聯網連接的數量將增至 309 億。
物聯網協議的可用性和擴展，包括 5G 和低功耗廣域網，推動並支持了大部分成長。
為什麼物聯網協議很重要？
物聯網的好處和價值來自於使組件能夠通信；這種通信能力，是將數據從端點設備，透過物聯網管道傳輸到中央伺服器的原因。
這種通信是透過物聯網協議進行的，該協議確保從端點設備（例如感測器）發送的數據，被連接環境中的下一步和後續步驟接收和理解，無論該數據的下一步是發送到另一個端點設備，還是 Gateway 或是一個應用。
簡而言之，物聯網協議對於物聯網的存在與事物本身一樣重要。
儘管作為一個集體的協議對於物聯網的運行非常重要，但協議並非都是平等的。Gartner 分析師兼高級研究主管比爾·雷 (Bill Ray) 表示，並非所有協議在任何情況下，都有效或運作良好。
Ray 指出，有些協議非常適合在建築物中使用物聯網，有些非常適合在建築物之間佈署物聯網，而另一些則適用於國家或全球物聯網用例。
物聯網中有多少種協議？
有多種可用的物聯網協議，每一種都提供某些功能或特性組合，使其優於特定物聯網佈署的其他選項。
每個物聯網協議都支持設備到設備、設備到 Gateway，或設備到雲/數據中心的通信 —— 或這些通信的組合。
地理位置和特殊位置、功耗需求、電池供電選項、實體障礙的存在和成本等因素，決定了哪種協議在物聯網佈署中是最佳的。
物聯網架構有哪些不同層次？
網路系統是作為技術堆棧建構的；這些通常在參考模型（一種框架類型）中可視化，技術人員使用該模型，來概念化數據在整個堆棧中的通信方式。
最著名的是開放系統互連 (OSI) 模型，它列出了七層。從下到上，圖層如下：
- 實體的 Physical
- 數據鏈接 Data link
- 網路 Network
- 傳輸 Transport
- 會期 Session
- 發表 Presentation
- 應用 Application
物聯網也以多層模型表示。雖然有些使用 OSI 七層模型，但其他正在使用的包括以下內容：
- 三層模型：感知、網路和應用
- 四層模型：感知、支持、網路和應用
- 五層模型：感知、傳輸、處理、應用和業務，或實體、數據鏈路、網路、傳輸和應用
使用的網路協議通常因層而異。因此，物聯網生態系統可能有多種協議，不同的協議支持不同層的通信，一些協議跨層橋接，Info-Tech Research Group 基礎設施首席研究顧問 Scott Young 說。
例如，藍牙和無線支持最底層的通信，而數據分發服務（DDS）和 MQTT 工作在應用層。
最常見的協議
在建構網路以服務於其物聯網生態系統時，技術人員可以從多種通信協議中進行選擇。最常見的包括以下內容。
1. AMQP
AMQP 是 Advanced Message Queuing Protocol 的縮寫，是一種開放標準協議，用於更多面向消息的中間件。因此，無論使用何種消息代理或平台，它都支持系統之間的消息傳遞互操作性。它提供安全性和互操作性以及可靠性，即使在遠距離或在較差的網路上也是如此。它支持通信，即使系統不能同時可用。
2. 藍牙和 BLE
藍牙是一種使用短波長、超高頻無線電波的短距離無線技術。它最常用於音訊流，但它也已成為無線和連接設備的重要推動者。因此，這種低功耗、低範圍的連接選項，是個人區域網路和物聯網佈署的首選。
另一種選擇是低功耗藍牙，稱為藍牙 LE 或 BLE，它是針對物聯網連接進行優化的新版本。正如其名，BLE 比標準藍牙消耗更少的功率，這使得它在許多用例中特別有吸引力，例如消費者端的健康和健身追踪器，以及智慧家庭設備，以及商業端的店內導航。
3. 蜂窩
蜂窩是可用於物聯網應用的最廣泛可用，和眾所周知的選項之一，它是通信範圍更遠的佈署的最佳選項之一。儘管 2G 和 3G 傳統蜂窩標準現在正在逐步淘汰，但電信公司正在迅速擴大新高速標準的覆蓋範圍 —— 即 4G/LTE 和 5G。蜂窩提供高頻寬和可靠的通信。它能夠發送大量數據，這是許多物聯網佈署的重要能力。然而，這些功能是有代價的：比其他選項更高的成本和功耗。
4. CoAP
網路工程任務組約束 RESTful 環境工作組，於 2013 年推出了 CoAP，用於約束應用協議，將其設計為與基於 HTTP 的物聯網系統一起使用。CoAP 依靠用戶數據報協議來建立安全通信，並實現多點之間的數據傳輸。CoAP 通常用於機器對機器 ( M2M ) 應用，即使存在低頻寬、低可用性和/或低能耗設備，CoAP 也能讓受限設備加入物聯網環境。
5. DDS
Object Management Group (OMG)，為即時系統開發了數據分發服務。OMG 將 DDS 描述為「以數據為中心的連接的中間件協議和 API 標準」，解釋說「它將系統的組件整合在一起，提供低延遲數據連接、極高的可靠性和可擴展的架構，業務和任務關鍵型物聯網應用的需要。」 此 M2M 標準使用發布-訂閱模式，實現高性能和高度可擴展的即時數據交換。
6. LoRa 和 LoRaWAN
LoRa，就長距離而言，是一種非蜂窩無線技術，顧名思義，它提供了長距離通信能力。它具有低功耗和安全數據傳輸功能，適用於 M2M 應用和物聯網佈署。它是一項專有技術，現在是 Semtech 射頻平台的一部分。Semtech 是其創始成員的 LoRa 聯盟，現在是 LoRa 技術的管理機構。LoRa 聯盟還設計並維護 LoRaWAN，這是一種基於雲的開放協議，使物聯網設備能夠與 LoRa 通信。
7. LWM2M
OMA SpecWorks 將其輕量級 M2M (LWM2M) ，描述為「為感測器網路和 M2M 環境需求而設計的設備管理協議」。該通信協議專為物聯網環境和其他 M2M 應用中，遠端的設備管理和遙測而設計；因此，對於處理和儲存能力有限的低功耗設備來說，這是一個不錯的選擇。
8. MQTT
它於 1999 年開發，最初稱為消息隊列遙測傳輸，現在只是 MQTT。此協議中不再有任何消息隊列。MQTT 使用發布-訂閱架構，來啟用 M2M 通信。其簡單的消息傳遞協議適用於受限設備，並支持多個設備之間的通信。它目的在在低頻寬情況下工作，例如用於不可靠網路上的感測器和行動設備。該功能使其成為連接具有小代碼佔用空間的設備，以及由於頻寬限制或不可靠連接，而具有不同延遲情形的無線網路的普遍首選選項。MQTT 最初是一個專有協議，現在是連接物聯網和工業物聯網設備的領先開源協議。
9. 無線網路
鑑於其在家庭、商業和工業建築中的普遍存在，Wi-Fi 是一種常用的物聯網協議。它提供快速的數據傳輸，並且能夠處理大量數據。Wi-Fi 特別適合中短距離的 LAN 環境。此外，Wi-Fi 的多種標準 —— 在家庭和一些企業中最常見的是 802.11n —— 為技術人員提供了佈署選擇。但是，許多 Wi-Fi 標準（包括家庭中常用的標準）對於某些物聯網用例來說過於耗電，尤其是低功耗/電池供電的設備。這限制了 Wi-Fi 作為某些佈署的選項。此外，Wi-Fi 的低範圍和低可擴展性，也限制了其在許多物聯網佈署中使用的可行性。
10. XMPP
可以追溯到 2000 年代初，當時 Jabber 開源社區，首次設計了可擴展消息傳遞和存在協議，用於即時人與人之間的通信，XMPP 現在用於輕量級中間件中的 M2M 通信，和路由 XML 數據。XMPP 支持在網路上的多個實體之間，即時交換結構化但可擴展的數據，它最常用於面向消費者的物聯網佈署，例如智慧設備。它是 XMPP 標準基金會支持的開源協議。
11. Zigbee
Zigbee 是一種網狀網路協議，專為樓宇和家庭自動化應用而設計，是物聯網環境中最流行的網狀協議之一。Zigbee 是一種短距離和低功耗協議，可用於在多個設備上擴展通信。它的範圍比 BLE 長，但數據速率比 BLE 低。它由 Zigbee 聯盟監督，提供靈活、自組織的網格、超低功耗和資料庫應用。
12. Z-Wave
另一個專有選項 Z-Wave，是一種基於低功耗射頻技術的無線網狀網路通信協議。與藍牙和 Wi-Fi 一樣，Z-Wave 允許智慧設備通過加密進行通信，從而為物聯網佈署，提供一定程度的安全性。它通常用於家庭自動化產品和安全系統，以及商業應用，例如能源管理技術。它在美國使用 908.42 MHz 無線電頻率運行；雖然，它的頻率因國家而異。Z-Wave 得到 Z-Wave 聯盟的支持，該聯盟是一個成員聯盟，專注於擴展使用 Z-Wave 的設備的技術和互操作性。
選擇正確的物聯網協議
沒有一種物聯網通信協議是最好的，也沒有任何一種適合每種佈署。
諮詢公司 Protiviti 新興技術集團董事總經理兼全球負責人 Scott Laliberte 表示，企業技術人員必需根據他們計劃中的物聯網佈署的獨特情況，來確定哪種協議最適合他們的組織。這些決定應權衡一系列因素，從連接設備的電力需求和這些設備的位置，到佈署所在的地理大小和功能，再到佈署的安全要求。
商機探討：古蹟智慧化怎麼做？  |
0 comments:
張貼留言