事实表明，并不是每种物联网通信协议都适用于每种部署或设备。在选择一种协议之前，请考虑功率和安全性需求。

物联网的数量和覆盖范围正在迅速扩大，2020年标志着物联网连接数量首次超过非物联网在线连接数量。

根据市场研究机构IoTAnalytics公司的数据，到2020年，物联网设施数量将达到117亿个，而非物联网连接(如智能手机和电脑)将达到100亿个。研究人员估计，到2025年，物联网连接的数量将增至309亿个。

包括5G和低功耗广域网在内的物联网协议的可用性和扩展推动并支持了大部分增长。

为什么物联网协议很重要?

物联网的好处和价值来自于使各个组件能够进行通信;这种通信能力是将数据从端点设备通过物联网管道传输到中央服务器的原因。

这种通信是通过物联网协议进行的，它确保从端点设备(如传感器)发送的数据被连接环境中的下一步和后续步骤接收和理解，无论该数据的下一步是发送到另一个端点设备、网关还是应用程序。

总之，物联网协议与物联网本身一样，对物联网的存在至关重要。

尽管协议作为一个集体对于使物联网工作至关重要，但协议并非都是平等的。调查Gartner公司分析师指出，并非所有协议在任何情况下都有效，或者都能很好地发挥作用。一些协议适用于物联网在建筑物中的使用，一些协议适用于物联网在建筑物之间的部署，其他协议适用于国家或全球物联网用例。

物联网中有多少协议?

如今有多种物联网协议可用，每种协议都提供某些功能或功能组合，使其优于特定物联网部署的其他选项。

每个物联网协议都支持设备到设备、设备到网关或设备到云平台/数据中心的通信，或者这些通信的组合。

地理和特殊位置、功耗需求、电池供电选项、物理障碍的存在和成本等因素决定了哪种协议在物联网部署中是最佳的。

物联网架构的不同层是什么?

网络系统是作为一堆技术构建的;这些通常在参考模型(一种框架)中可视化，技术人员使用参考模型概念化数据如何在整个堆栈上通信。

其中最著名的是开放系统互连(OSI)模型，它列出了七个层。从下到上的层次如下:

（1）物理

（2）数据链路

（3）网络

（4）运输

（5）会话

（6）演讲

（7）应用程序

物联网也用多层模型来表达。虽然有些使用OSI七层模型，但其他使用的模型包括:

使用中的互联网协议通常因层而异。因此，物联网生态系统可以有多种协议，不同的协议支持不同层的通信，有些协议跨层桥接示。

例如，蓝牙和无线在最底层支持通信，而数据分发服务(DDS)和MQTT在应用层工作。

最常见的协议

技术人员在构建网络以服务其物联网生态系统时可以从多种通信协议中进行选择。最常见的包括以下内容。

AMQP是高级消息队列协议的简称，是用于面向更多消息的中间件的开放标准协议。因此，无论使用什么消息代理或平台，它都支持系统之间的消息传递互操作性。它提供了安全性和互操作性，以及可靠性，即使在远距离或在较差的网络上。它支持通信，即使系统不能同时可用。

（2）蓝牙和BLE

蓝牙是一种短距离无线技术，使用短波长、超高频无线电波。它最常用于音频流，但它也成为无线和连接设备的重要推动者。因此，这种低功耗，低范围连接选项是个人局域网和物联网部署的首选。

另一种选择是低功耗蓝牙，其名称为BLE，这是针对物联网连接优化的新版本。正如它的名字一样，BLE比标准蓝牙消耗更少的功率，这使得它在许多用例中特别有吸引力，例如健康和健身追踪器以及消费者端的智能家居设备，以及商业方面的店内导航。

（3）蜂窝

蜂窝（Cellular）是物联网应用中可用的最广泛和最知名的选项之一，它是长距离通信范围部署的最佳选择之一。尽管2G和3G传统蜂窝标准正在逐步淘汰，但电信公司正在迅速扩大新的高速标准的覆盖范围，即4G/LTE和5G。蜂窝网络提供高带宽和可靠的通信。它能够发送大量数据，这是许多物联网部署的重要功能。然而，这些功能是有代价的:与其他选项相比，成本和功耗更高。

互联网工程任务组受限RESTful环境工作组于2013年推出了受限应用协议（CoAP），旨在与基于互联网的物联网系统一起工作。CoAP依靠用户数据报协议建立安全通信，实现多点之间的数据传输。CoAP通常用于机器对机器(M2M)应用程序，使受约束的设备能够加入物联网环境，即使存在低带宽，低可用性和/或低能耗设备。

对象管理组织(OMG)为实时系统开发了数据分发服务（DDS）。对象管理组织(OMG)将DDS描述为“以数据为中心的连接的中间件协议和API标准”，并解释说，“它将系统的组件集成在一起，提供低延迟的数据连接、极高的可靠性以及业务和关键任务物联网应用程序所需的可扩展架构。”该M2M标准支持使用发布-订阅模式进行高性能和高度可扩展的实时数据交换。

6.LoRa和LoRaWAN

LoRa是一种非蜂窝无线技术，顾名思义，它提供了远程通信能力。它具有低功耗和安全的数据传输，适用于M2M应用和物联网部署。这是一项专利技术，现在是Semtech射频平台的一部分。Semtech是LoRa联盟的创始成员之一，现在是LoRa技术的管理机构。LoRa联盟还设计并维护了LoRaWAN，这是一种开放的基于云的协议，使物联网设备能够与LoRa通信。

OMASpecWorks将其轻量级M2M(LWM2M)描述为“为传感器网络和M2M环境需求而设计的设备管理协议”。该通信协议专为物联网环境和其他M2M应用中的远程设备管理和遥测而设计;因此，对于处理和存储能力有限的低功耗设备来说，这是一个很好的选择。

MQTT开发于1999年，最初被称为消息队列遥测传输，现在是MQTT。在这一协议中不再有任何消息队列。MQTT使用发布-订阅体系结构来支持M2M通信。其简单的消息传递协议适用于受限设备，并支持多个设备之间的通信。它被设计为在低带宽情况下工作，例如在不可靠的网络上的传感器和移动设备。这种功能使其成为连接代码占用较少的设备以及由于带宽限制或不可靠连接而具有不同延迟级别的无线网络的首选。MQTT最初是一个专有协议，现在是连接物联网和工业物联网设备的领先开源协议。

（9）无线网络

鉴于Wi-Fi在家庭、商业和工业建筑中的普及，它是一种常用的物联网协议。它提供了快速的数据传输，并能够处理大量数据。Wi-Fi特别适合局域网环境中短距离到中距离的使用。此外，Wi-Fi的多种标准（在家庭和一些企业中最常见的是802.11n）为技术人员提供了部署的选择。然而，许多Wi-Fi标准，包括家庭常用的Wi-Fi标准，对于某些物联网用例来说太耗电了，尤其是低功耗/电池供电的设备。这限制了Wi-Fi作为某些部署的选择。此外，Wi-Fi的低范围和低可扩展性也限制了其在许多物联网部署中使用的可行性。

追溯到21世纪初，当时Jabber开源社区首次为实时人与人之间的通信设计了可扩展消息传递和状态协议，现在XMPP用于轻量级中间件中的M2M通信和路由XML数据。XMPP支持在网络上的多个实体之间实时交换结构化但可扩展的数据，它最常用于面向消费者的物联网部署，例如智能设备。它是由XMPP标准基金会支持的开源协议。

（11）无线个域网

Zigbee是一种网状网络协议，专为建筑和家庭自动化应用而设计，是物联网环境中最流行的网状协议之一。Zigbee是一种短距离低功耗协议，可用于在多个设备上扩展通信。它的传输距离比BLE长，但数据速率比BLE低。在Zigbee联盟的监督下，它提供了一个灵活的、自组织的网格、超低功耗和一个应用程序库。

（12）Z-Wave

Z-Wave是另一种专利选择，是一种基于低功耗射频技术的无线网状网络通信协议。与蓝牙和Wi-Fi一样，Z-Wave允许智能设备进行加密通信，从而为物联网部署提供一定程度的安全性。它通常用于家庭自动化产品和安全系统，以及商业应用，例如能源管理技术。它在美国使用908.42MHz无线电频率;虽然，它的频率因国家不同而有所不同。Z-Wave由Z-Wave联盟提供支持，该联盟是一个成员联盟，致力于扩展使用Z-Wave的设备的技术和互操作性。

用户如何选择正确的物联网协议

如今，没有哪一种是最好的物联网通信协议，也没有哪一种协议适合所有部署。

与其相反，企业技术人员必须根据他们计划的物联网部署的独特环境来确定哪种协议最适合他们的公司。这些决定应该权衡一系列因素，从连接设备的电力需求和这些设备的位置，到部署位置的地理大小和特征，再到部署的安全要求。