工信部发布的《物联网“十二五”规划》中将“按照统筹规划、分工协作、保障重点、急用先行的原则,建立高效的标准协调机制,积极推动自主技术标准的国际化,逐步完善物联网标准体系”做为“十二五”时期物联网发展的主要任务之一,并且将标准化推进工程列为“十二五”时期物联网领域五项重点工程之一。中国通信标准化协会也将物联网做为标准化工作的重点领域之一。 工业和信息化部批准了5项通信行业标准,并于2012年6月1日起开始实施。此次发布的五项通信行业标准全部由中国通信标准化协会提出并归口。发布标准中包含YD/T 2398-2012《M2M业务总体技术要求》和YD/T 2399-2012《M2M应用通信协议技术要求》两项物联网标准。M2M业务是一种以机器终端设备智能交互为核心的、网络化的应用与服务。它通过在机器内部嵌入通信模块,通过各种承载方式将机器接入网络。YD/T 2398-2012《M2M业务总体技术要求》规定了在提供M2M业务时,对通信网的业务功能要求、系统功能架构、系统逻辑功能模块、计费要求、接口要求、业务安全等技术要求。
M2M应用通信协议是为实现M2M业务中M2M终端设备与M2M平台之间、M2M平台与M2M应用间的数据通信过程而设计的应用层协议。YD/T 2399-2012《M2M应用通信协议技术要求》规定了M2M业务系统中的端到端通信协议,适用于M2M业务系统。同时针对网络带宽较低、终端处理能力较低的情形,以资料性内容的形式提供了一种具体协议的示例性说明。此次发布的两项M2M标准是系列标准中的两个,该系列标准还包括《M2M业务平台设备技术要求》与《M2M业务终端设备技术要求》尚在制定中。据了解,中国通信标准化协会在物联网领域有4个国家标准在审查报批阶段;9个通信行业标准中除此次发布的2个以外,尚有2个等待发布、2个在审查报批阶段、3个在研;协会标准和研究课题共47个,其中4个通信标准类技术报告已发布。
原生支持MQTT协议成为百度开放云推出的物联网服务一大特点。首先需要解读的是,为什么百度开放云会选择“MQTT协议”?
百度开放云支持的MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)是国际物联网标准协议,旨在为低带宽和不稳定的网络环境中的物联网设备提供可靠的网络服务,可以适应各种物联网应用场景。
相对于其它标准协议,MQTT属于轻量级双向消息传输协议,主要优势是开源、可靠、轻巧、简单。MQTT的传输格式非常精小,最小的数据包只有2个比特,且无应用消息头。MQTT可以保证消息的可靠性,它包括三种不同的服务质量(最多只传一次、最少被传一次、一次且只传一次),如果客户端意外掉线,可以使用“遗愿”发布一条消息,同时支持持久订阅。
MQTT在物联网应用中的主要优势有:一,可靠传输。MQTT可以保证消息可靠安全的传输,并可以与企业应用简易集成;二,消息推送。支持消息实时通知、丰富的推送内容、灵活的Pub-Sub以及消息存储和过滤。三,低带宽、低耗能、低成本。占用移动应用程序带宽小,并且带宽利用率高,耗电量较少。
MQTT的优势还表现在安全性。安全设计对于物联网项目而言,是需要非常重视的问题,但是却常常容易被工程师所轻视。今年央视315晚会,揭秘了无人机、智能摄像头、智能POS机、智能汽车、洗衣机、电烤箱、智能插座等智能家居存在的三大安全隐患——泄露隐私、财产损失、甚至危及生命安全。而MQTT协议则可以提供多层次的安全特性,在传输层上可以使用TLS加密;在应用层提供了客户标识(Client Identifier)以及用户名密码,不但传输的内容是二进制字节,而且还受惠于传输层的TLS加密。
MQTT开放协议已有17年历史,先期在2014年被国际标准化组织定义为物联网的推荐协议。在应用层传输协议这个领域,它已经走在了其它协议的前面。正因为MQTT的综合优势非常突显,业界不少专家认为,MQTT非常适合各种物联网场景,有望是未来最主流的物联网标准协议。
原生支持“MQTT协议”背后旨在推动物联网标准化
接下来的问题是,那么为什么百度开放云要在国内率先成为原生支持MQTT协议的公有云服务商?
在笔者看来,首先,这和百度开放云在物联网行业的核心目标有着紧密的关系。在去年的“百度世界2015”开放云论坛上,百度开放云高层曾对物联网的发展战略做出阐述,指出:打破行业与行业之间的界限,以“连接人与服务”为核MQTT是非常流行的设备的接入协议,包括IBM、亚马逊、微软的IoT托管服务都有支持,而CoAP在这方面几乎没有露面的机会。感觉以下几点是MQTT优于CoAP的主要原因:
MQTT基于TCP,在做反控设备的时候比UDP更可靠,比如CoAP走3G、4G的时候甚至需要实现CoAP over TCP,否则反控很不稳定甚至无法联通。
MQTT异步Pub/Sub实现,好比发个微信,无需等待对方确认便可以继续,而不像CoAP那样必须等待对方应答才能返回的同步模式。
MQTT为物联网提供了许多体贴的设计,比如QoS,比如“遗言”的设计。
篇幅有限,无法完全枚举MQTT的优越性,建议参考以下文章:
MQTT入门篇
MQTT进阶篇
MQTT安全篇
MQTT实战篇
当然,CoAP在功耗方面有优势,不过随着物联网设备特别是网管的计算能力加强,这点应该不是主要矛盾。物联网 (IoT) 不只是新技术, 还是与旧技术的集成,其关键在于通信。 可用的通信方法各不相同,但是,各种不同的协议在将海量“事物”连接到互联网时发挥着重要的作用。 本文介绍了两种物联网补充协议: 用于短距离设备连接的本地协议 Modbus 以及支持物联网进行全局通信的可扩展互联网协议“消息队列遥测传输 (MQTT)”。
Modbus 是一个串行通信协议,首次出现于 1979 年,是连接行业设备实际使用的标准协议。 MQTT 早在 20 年前便已出现,但是将这两个协议结合在一起使用,能够为深度嵌入式设备提供物联网的规模和连接性。 图 1 展示了这些协议之间的一般关系,同时介绍了连接的支持解决方案:物联网网关。
图 1 物联网 (IoT) 网关作为物联网通信的支持解决方案 我们来看一下 Modbus 和 MQTT,以了解其区别以及如何在物联网中互相补充。
Modbus
自 1979 年首次出现至今,Modbus 已经演变为一套全面的支持多种物理链接的协议集(如 RS-485)。 Modbus 的核心是一个串行通信协议,采用主从模式。 主机向从机发送请求,从机予以回复。 在标准 Modbus 网络中,有一台主机以及最多 247 台从机(但是,如果采用 2 字节寻址,则可显著提高这一界限)。
借助 RS-485,主从机之间的通信发生在指示功能码的帧中。 该功能码可识别要 *** 作的功能,如读取独立输入;读取先进先出队列;或执行诊断函数。 然后,从机根据收到的功能码进行响应,该响应较为简单,由一组字节指示。 因此,从机可以是智能设备,也可以是只有一个传感器的简单设备。
从该描述中,您可以看到 Modbus 协议非常简单,但是其作为协议的开放性使其成为整个行业或 SCADA 系统的实际通信协议。
消息队列遥测传输品牌型号:华为MateBook D15
系统:Windows 11
物联网是通过传感设备按照约定的协议。物联网是互联网基础上的延伸和扩展的网络,将各种信息传感设备与网络结合起来而形成的一个巨大网络,实现任何时间、任何地点,人、机、物的互联互通。
物联网是新一代信息技术的重要组成部分,IT行业又叫:泛互联,意指物物相连,万物万联。由此,“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思:第一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信。
物联网的基本特征从通信对象和过程来看,物与物、人与物之间的信息交互是物联网的核心。物联网的基本特征可概括为整体感知、可靠传输和智能处理。整体感知—可以利用射频识别、二维码、智能传感器等感知设备感知获取物体的各类信息。
小米支持matter协议。Matter标准规范基于互联网协议,使智能物联网设备、移动应用程序和云服务能够进行通信并定义一组特定的基于IP的网络技术以进行设备认证。
以经典的协议栈层级做类比,最底层是物理和媒介层,包括当前主流无线标准WiFi、Thread、Zigbee、BLE等;往上是网络层,包括IP协议;再往上为传输层,有TCP和UDP协议;最上层是应用层。Matter就设计在应用层,相当于创造了一个通用语言,使不同厂家、不同协议的产品可以彼此听懂对方的表达。智能物联网设备可以通过蓝牙加入到Matter网络中,通过整合Thread、Zigbee、BLE等协议实现互联,还能通过网桥连接到其他协议的设备,大大简化智能物联网设备商的开发成本、用户的使用成本以及安装落地的服务成本。
国内小米、阿里等物联网平台也都有自己的生态。而Matter协议就是为了解决这些兼容性问题而诞生的,并且在2022年十月CSA(连接标准联盟)正式发布了Matter标准协议10版本。1、IEEE80211:这是无线局域网最常用的工作协议标准,也被称为Wi-Fi。它定义了无线局域网的物理层和数据链路层,支持多种无线接入技术和数据传输速率。
2、IEEE80215:这是无线个人区域网的工作协议标准,也被称为蓝牙。它定义了在个人范围内进行无线数据传输的规范,支持低功耗、低速率和短距离通信。
3、IEEE80216:这是无线城域网的工作协议标准,也被称为WiMAX。它定义了在城域范围内进行无线数据传输的规范,支持高速率、长距离通信和多用户接入。
4、ZigBee:这是一种低功耗、低速率和短距离无线通信协议,主要用于物联网设备之间的通信。它基于IEEE802154标准,支持多种无线接入技术和数据传输速率。
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