物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議的發(fā)展是推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷創(chuàng)新和發(fā)展的基石。隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景的不斷擴(kuò)大和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的不斷增加，各種通信協(xié)議也應(yīng)運(yùn)而生。這些協(xié)議包括HTTP、TCP/IP、CoAP、MQTT等，并且針對(duì)不同的應(yīng)用場景有不同的協(xié)議選擇。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的發(fā)展使得設(shè)備之間的互聯(lián)變得更加方便和高效。

工業(yè)通信協(xié)議有哪些？

MODBUS TCP

標(biāo)準(zhǔn)--采用IEEE802.11n技術(shù)(目前家庭中普遍使用)，2.4GHz和5GHz是無線頻率的兩個(gè)選擇。覆蓋范圍約為50米，最高覆蓋高度可達(dá)100米。

數(shù)據(jù)速率最高可達(dá)到600Mbps，一般情況下為150-200Mbps。具體速率取決于所使用的信道頻率和天線數(shù)量（根據(jù)最新的802.11-ac標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該可以提供500Mbps至1Gbps的速度）。

它是最受歡迎的物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議之一。該連接類型適用于局域網(wǎng)環(huán)境，并提供快速的數(shù)據(jù)傳輸。它可處理大量數(shù)據(jù)，因此許多開發(fā)人員首選使用它。基于IEEE802.11n標(biāo)準(zhǔn)，這種技術(shù)主要適用于家庭和各種企業(yè)，并提供高達(dá)數(shù)百兆比特/秒的傳輸速率。盡管對(duì)于文件傳輸?shù)葢?yīng)用來說非常適用，但對(duì)于許多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用來說，它的耗電量過高。

Bluetooth

藍(lán)牙4.2的核心規(guī)范是標(biāo)準(zhǔn)。2.4GHz頻率（ISM頻段），范圍大約在50至150米之間（適用于智能藍(lán)牙）。傳輸速率為1Mbps（適用于智能手機(jī)和BLE設(shè)備），藍(lán)牙是短距離通信技術(shù)中非常重要的一種。它可以用于發(fā)送小型數(shù)據(jù)，如智能手表等個(gè)人設(shè)備。

在如今的消費(fèi)品市場中，物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)公司正在廣泛地使用新型的低功耗藍(lán)牙(BLE)或藍(lán)牙智能技術(shù)，以滿足移動(dòng)設(shè)備的需求。這種技術(shù)被認(rèn)為是重要的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，非常適用于移動(dòng)設(shè)備。

隨著功耗的減少，這種技術(shù)成為物聯(lián)網(wǎng)真正的基礎(chǔ)，具有可擴(kuò)展性和靈活性，適用于各種市場創(chuàng)新。

zigbee

Zigbee3.0是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的。無線網(wǎng)絡(luò)的頻率為2.4Ghz。范圍約為10至100米。傳輸速率為250kbps。

這是又一個(gè)重要的協(xié)議。它在復(fù)雜系統(tǒng)中具備明顯的優(yōu)勢(shì)，包括低功耗操作、高安全性、穩(wěn)健性和高度可擴(kuò)展性，還能利用無線控制的優(yōu)勢(shì)。和藍(lán)牙一樣，ZigBee也有廣泛的用戶群體。

這款產(chǎn)品是專門為工業(yè)場所設(shè)計(jì)的，它需要低功耗，而且網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量不多。該網(wǎng)絡(luò)最多可以連接1024個(gè)節(jié)點(diǎn)，且可以傳輸最遠(yuǎn)距離為200米的數(shù)據(jù)。另外，ZigBee還支持128位AES加密技術(shù)。

MQTT

標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC20922。最大數(shù)據(jù)速率可達(dá)256Mb。

MQTT是一種輕量級(jí)的消息協(xié)議，用于將簡單的數(shù)據(jù)流從傳感器發(fā)送到應(yīng)用程序和中間件。它通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)工作，提供穩(wěn)定和簡單的數(shù)據(jù)傳輸。

MQTT協(xié)議是一個(gè)可以與任何提供有序、無損和雙向連接的網(wǎng)絡(luò)一起使用的協(xié)議。它包含三個(gè)重要的組成部分，分別是訂閱者、發(fā)布者和代理。

OPCUA

OPCUA作為工業(yè)4.0和物聯(lián)網(wǎng)之間最重要的通信協(xié)議之一，在工業(yè)M2M通信領(lǐng)域起著至關(guān)重要的作用。

和MQTT一樣，CoAP也是一個(gè)跨平臺(tái)的通信標(biāo)準(zhǔn)。它能夠讓各種不同類型的系統(tǒng)和設(shè)備之間通過發(fā)送請(qǐng)求和響應(yīng)來進(jìn)行通信，客戶端和服務(wù)器之間通過這一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行交流。

蜂窩物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議

標(biāo)準(zhǔn)包括GSM/GPRS/EDGE（2G）、UMTS/HSPA（3G）和LTE（4G）。頻率為900/1800/1900/2100MHz。覆蓋范圍是相對(duì)的。GSM網(wǎng)絡(luò)的最大覆蓋范圍大約為35公里，而HSPA網(wǎng)絡(luò)的最大覆蓋范圍大約為200公里。平均下載速率為35至170千字節(jié)每秒。

蜂窩物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議不要求事先創(chuàng)建網(wǎng)關(guān)來建立覆蓋區(qū)域。因此，對(duì)于大范圍的區(qū)域、全國甚至跨越整個(gè)大陸的規(guī)模來說更為合適。盡管蜂窩網(wǎng)絡(luò)可以促進(jìn)大量數(shù)據(jù)流，但是支持蜂窩的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備會(huì)大量消耗電力。當(dāng)需要連接路燈、停車計(jì)時(shí)器、醫(yī)院等設(shè)備或制造、農(nóng)業(yè)等多種工業(yè)應(yīng)用時(shí)，蜂窩協(xié)議可以提高連接性。

Z-Wave

標(biāo)準(zhǔn)Z-Wave聯(lián)盟。頻率-各種。范圍-大約30米。數(shù)據(jù)速率范圍從0.3Kbps到50Kbps。這個(gè)無線通信協(xié)議是建立在低功率射頻通信技術(shù)基礎(chǔ)上的。

這些產(chǎn)品非常適合用于家庭自動(dòng)化，例如控制燈光的裝置、傳感器等等。它具備極強(qiáng)的可擴(kuò)展性，可以控制多達(dá)232臺(tái)設(shè)備。

使用Z-Wave技術(shù)的設(shè)備可以在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎聦?shí)現(xiàn)長達(dá)40米的通信范圍，并且可以通過多達(dá)4個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行消息傳遞。它覆蓋了從物理層到網(wǎng)絡(luò)通信應(yīng)用程序的各個(gè)層面。

NFC協(xié)議

ISO/IEC18000-3技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。13.56兆赫（ISM）頻率。大約范圍是10厘米左右。數(shù)據(jù)傳輸速率為100-420kbps。

NFC是目前廣受歡迎的通信協(xié)議之一，可讓客戶利用智能手機(jī)進(jìn)行非接觸式支付，得益于智能手機(jī)市場的龐大份額。

這份協(xié)議采用了電磁感應(yīng)技術(shù)，利用位于場地附近的兩個(gè)環(huán)形天線之間的電磁信號(hào)進(jìn)行通信。進(jìn)而擴(kuò)展了非接觸式卡技術(shù)的范圍，使設(shè)備在距離不到4厘米的范圍內(nèi)可以共享信息。

NFC支持兩種通信方式。

被動(dòng)通信模式是指只有一個(gè)NFC設(shè)備產(chǎn)生射頻場，而另一個(gè)被稱為目標(biāo)的設(shè)備使用負(fù)載調(diào)制技術(shù)將數(shù)據(jù)傳輸回主設(shè)備/啟動(dòng)器。

被動(dòng)通信模式：當(dāng)處于該通信模式時(shí)，其中一個(gè)NFC設(shè)備將生成一個(gè)RF信號(hào)，并等待另一個(gè)設(shè)備的響應(yīng)，以在該信號(hào)上承載數(shù)據(jù)。

被動(dòng)通信模式：在這種模式下，只有一個(gè)NFC設(shè)備產(chǎn)生一個(gè)射頻場。稱為目標(biāo)的第二個(gè)設(shè)備使用一種稱為負(fù)載調(diào)制的技術(shù)將數(shù)據(jù)傳輸回主設(shè)備/啟動(dòng)器。

主動(dòng)通信模式：在這種通信模式下，兩個(gè) NFC 設(shè)備都會(huì)生成一個(gè) RF 信號(hào)，在該信號(hào)上承載數(shù)據(jù)。

Lora是一種遠(yuǎn)程無線電廣域網(wǎng)，可以以低成本的方式提供移動(dòng)安全性，適用于物聯(lián)網(wǎng)、智能城市和工業(yè)應(yīng)用。該技術(shù)經(jīng)過低功耗的優(yōu)化，并能夠支持大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)百萬臺(tái)設(shè)備。智能路燈是一個(gè)實(shí)際的實(shí)例，它與使用LoRaWAN協(xié)議的LoRa網(wǎng)關(guān)連接在一起。

Sigfox

Sigfox是一種低功耗、低成本的物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。頻率為900MHz。在農(nóng)村環(huán)境下，有一個(gè)范圍在-30至50公里之間。在城市環(huán)境下，則為3至10公里。數(shù)據(jù)傳輸速率：從10bps到1000bps不等。Sigfox通信專注于低成本M2M應(yīng)用領(lǐng)域的廣域覆蓋。

SigFox無線接口可以滿足需要低功耗通信的任何設(shè)備。所以，如果您需要長時(shí)間使用電池供電的遠(yuǎn)程設(shè)備而不需要更換或維護(hù)電池，那么請(qǐng)選擇SigFox通信協(xié)議。

它能夠進(jìn)行雙向通信，適用于物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，包括：居家用品和消費(fèi)品，交通——這一概念可以涵蓋對(duì)汽車的管理。與能源有關(guān)的通信，例如智能計(jì)量、零售業(yè)務(wù)包括銷售點(diǎn)技術(shù)、貨架更新等。