随着物联网技术的发展和普及，越来越多的智能设备具备网络连接和数据传输能力。
由于物联网场景的复杂性和多样性，设备端硬件条件、网络稳定性、流量限制、设备功耗、设备连接数等多种因素，物联网设备的消息传递与传统互联网场景有很大不同，以及各种物联网通信协议。
本文将选取几种主流的物联网协议，从协议的技术特点、适用场景、相对优势、市场状况等方面一一介绍，为物联网从业者提供参考，帮助您选择适合自己实际的物联网协议。项目。 网络协议。
协议分类
在介绍之前，我们对物联网协议进行简单的分类，以方便读者了解其应用场景。
从功能角度来看
从功能上来看，我们可以将它们分为两类，一类是物理层/数据链路层协议，另一类是应用层协议。
物理层/数据链路层协议一般负责设备之间的组网和通信，比如2G/3G/4G/5G、NB-IoT、WiFi、LoRa这些长距离的通信，还有短距离的比如RFID、NFC、蓝牙协议 无线协议和RS232、USB等有线协议。
应用层协议主要是运行在传统互联网TCP/IP协议上的设备通信协议。 此类协议支持设备通过互联网到云平台的数据交换和通信。 常见的有HTTP、MQTT、CoAP、LwM2M和XMPP等协议。
从应用角度
从协议在物联网系统中的应用来看，我们可以将协议分为云协议和网关协议。
云协议是基于TCP/IP的协议。 传感器、控制设备等物联网数据通常需要传输到云端，用户通过云端与企业系统连接集成。
支持TCP/IP的物联网设备可以通过WIFI、蜂窝网络和以太网访问云端，使用HTTP、MQTT、CoAP、LwM2M和XMPP等应用层协议。
网关协议是适合不能直接上云端的短距离通信的协议，如蓝牙、LoRa等，此类设备需要经过接入网关的转换后，通过TCP/IP协议连接到云端。
是一种网状网络无线协议，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。 目前主要用于局域网连接，作为设备侧网关对各种设备进行访问和控制。
协议特性
市场状况
该技术具有功耗低、节点容量大、时延短、安全可靠等突出优点，能够满足智能家居应用的需求，是智能家居的核心无线组网连接技术。
得益于中国智能家居市场的快速发展，采用技术的智能家居设备数量不断增长，技术应用和推广的步伐不断加快。
与WiFi和蓝牙技术这两种无线局域网技术体系相比，该技术在功耗、节点容量、自组网能力、安全性等方面具有突出优势，应用规模不断扩大。
窄带物联网
NB-IoT是3GPP标准化组织开发的一种新型蜂窝技术。 它是一种低功耗广域 (LPWA) 物联网连接。 主要用于连接带宽资源有限的终端。 LTE 等技术用更少的资源收集和交换数据。
NB-IoT在2017-2018年快速发展，全球多家运营商已陆续实现商用部署。 NB-IoT的低成本、低功耗、广覆盖的特点使用户能够实现传统蜂窝网络无法支持的新场景、新应用。
2020年7月9日，3GPP宣布冻结5G R16标准，NB-IoT正式纳入5G标准，成为5G mMTC海量物联网连接场景的核心技术。
协议特性
市场状况
目前，NB-IoT已进入亿级连接时代。 随着全球运营商NB-IoT 5G网络全覆盖商用，NB-IoT将在智能家居、智慧农业、工业制造、电能表、消防烟雾感知、物流追踪、智能家居等各个领域持续爆发。财务支付。
以中国电信物联网开放平台为例，该平台实现了中国电信NB-IoT等网络物联网设备的集中接入，为政企用户提供物联网设备管理、数据接口、应用使能等服务。 。
EMQ 迎云科技从一开始就参与了平台的建设，并与天翼物联网合作，为平台开发 NB-IoT 设备接入和消息路由能力，同时支持电信 TLINK、MQTT 等接入协议设备。 平台整体设计 访问能力达到亿级。 详情请参考：NB-IoT爆发期间，EMQ帮助企业开启亿级物联网连接时代。
洛拉
LoRa协议是低功耗、长距离、无线广域网的标准协议。 它的名字来源于“Long Range”的缩写。
与蓝牙、WIFI等其他无线通信协议相比，LoRa最大的特点是在相同功耗下具有更远的传输距离，实现了低功耗与远距离的统一。 扩大3-5倍。
LoRa在物联网应用中有多种无线技术，可以组成局域网或广域网。 LoRa网络主要由四部分组成：终端（内置LoRa模块）、网关（或基站）、云端。
数据传输速率范围为0.3 kbps 至37.5 kbps。 为了最大化终端设备的电池寿命和整个网络容量，网络服务器通过速率自适应（Data Rate，ADR）方案来控制数据传输速率和每个终端设备。 射频输出功率。
协议特性
市场状况
LoRa 非常灵活，适用于智慧农业、智慧城市、工业物联网 (IIoT)、智能环境、智能家居和建筑、智能公用事业和计量、智能供应链和物流等农村或室内应用场景。
LoRa组网方便。 利用LoRa强大的穿透力，可以低成本实现大范围的设备连接。 与通过NB-IoT和运营商SIM卡接入相比，LoRa不需要每年换卡或缴纳费用。 长期使用成本较低。
MQTT
MQTT协议是一种基于发布/订阅模型的物联网通信协议。 它因其实现简单易行、支持QoS、数据包小而占据了物联网协议的半壁江山。
MQTT协议广泛应用于物联网、移动互联网、智能硬件、车联网、电力、能源等领域。 可以作为设备侧接入通信的网关，也可以作为设备与云的通信协议。
大部分网关协议如LoRa等最终都会转换为MQTT协议来接入云端。
协议特性
通讯方式
MQTT 采用发布-订阅模式进行通信。 发布-订阅模式与传统的客户端-服务器模式不同。 它将发送消息的客户端（发布者）与接收消息的客户端（订阅者）分开。 发布者和订阅者不需要建立直接连接。 我们可以允许多个发布者向一个订阅者发布消息，或者多个订阅者同时接收来自一个发布者的消息。
市场状况
MQTT是物联网领域最重要的标准协议之一，广泛应用于物联网、车联网、工业物联网、智能家居、智慧城市、电力、石油能源等行业。
MQTT是AWS IoT Core、Azure IoT Hub、阿里云物联网平台等顶级云厂商物联网平台的标准通信协议。
作为流行且成熟的 MQTT，EMQX 提供了“随处运行、无限连接、任意集成”的云原生分布式物联网接入平台、集成的分布式 MQTT 消息服务和强大的物联网规则引擎。 可靠、高性能的物联网实时数据移动、处理和集成为帮助企业快速构建业务关键型物联网平台和应用程序提供了动力。
联合行动计划
CoAP 是 IoT 领域中类似 HTTP 的协议楼宇自控通讯协议，用于资源受限的 IoT 设备，其详细规范在 RFC 7252 中定义。
大多数物联网设备都受到资源限制，例如 CPU、RAM、闪存和网络带宽。 对于这样的设备，直接利用现有网络的TCP和HTTP来实现设备之间的信息交换是不现实的。 为了让这些设备顺利接入网络，CoAP协议应运而生。
协议特性
CoAP参考了很多HTTP的设计思想，也根据有限资源、有限设备的具体情况，改进了很多设计细节，增加了很多实用的功能。
市场状况
与MQTT相比，CoAP更轻量、开销更低，更适合某些特定设备和网络环境。
EMQX 和一些公有云物联网平台都提供 CoAP 接入能力。
吴晓雅
LwM2M 是一种轻量级物联网协议，用于资源有限的终端设备管理。
LwM2M协议诞生于2013年底，由OMA（Open）提出并定义。 目前成熟的版本号仍然是1.0，OMA的专家正在开发1.1版本。
协议特性
LwM2M协议的主要实体包括LwM2M和LwM2M。
另外，还可以根据需要添加LwM2M启动服务器（ ）或智能卡（ ），完成客户端的初始启动。
LwM2M协议具有以下显着特点：
考虑到与时俱进，实现简洁易懂的风格，LwM2M协议采用REST。
但由于该协议的服务对象是资源有限的终端设备，传统的HTTP数据传输方式过于繁琐，无法支持有限的资源，因此选择REST风格的CoAP来完成消息和数据的传输。
一方面，CoAP是基于UDP的。 与TCP相比，它更适合在网络资源有限且无法保证设备始终在线的环境中使用（出于安全考虑，采用基于UDP的DTLS安全传输协议）。 另一方面，CoAP本身的消息结构非常简单，消息经过压缩，主体部分可以做得特别紧凑，而不需要占用太多的资源。
出于类似的考虑，协议的数据结构必须足够简单。 LwM2M协议定义了以资源（）为基本单位的模型。 每个资源都可以携带一个值并指向一个地址来表示LwM2M客户端中可用的每一项信息。 资源存在于对象实例（ ）中，即对象的实例化（ ）中。
LwM2M协议预定义了8种对象（）来满足基本需求，分别是：
ID
（安全对象）
（服务器对象）
1
（访问控制对象）
2
（设备对象）
3
（连通性监控对象）
4
（固件对象）
5
（位置对象）
6
（连接统计对象）
7
考虑到可扩展性，协议还允许根据实际需要定制更多的对象。 在这样的数据模型中，资源、对象实例、对象都用数字对应的ID来表示，以达到最大程度的压缩，因此任何资源都可以用最多3级的简洁方式表示，例如/1/0/1表示服务器对象的第一个实例中的服务器短 ID 资源 ( )。
在注册阶段，LwM2M客户端将携带资源信息的对象实例发送给LwM2M服务器，告知服务器设备本身的能力。
EMQ 还在 EMQX 服务器上实现了 LwM2M 访问能力，实现了 LwM2M 协议的大部分功能。 LwM2M 设备可以注册到 EMQX-LWM2M，以便通过 EMQX-LWM2M 访问和管理设备，设备也可以向 EMQX-LWM2M 上报信息，并使用 EMQ 后端服务采集数据。
XMPP
XMPP 可扩展消息处理现场协议是一种基于 XML 的即时消息传递协议。 该协议将通信上下文信息嵌入到XML结构化数据中，实现人与人之间、应用系统之间、人与应用系统之间的即时通信。
协议特性
市场状况
XMPP的特点是协议和扩展协议成熟，功能齐全，专为即时聊天（IM）场景而设计。 XMPP是一种老式的即时通讯协议，诸如 等即时通讯程序都是基于XMPP的。
但由于XMPP依赖于XML协议，在物联网场景下过于沉重，所以基本不适合物联网传输。
结语
从横向来看，物联网几乎在所有行业都有广泛的应用场景，每个行业都有不同的工况和组网模式； 从纵向来看，物联网系统涵盖了传感器/控制设备、数据接入、传输、路由和交换组件以及数据存储和处理的整个软硬件链条，每个环节都需要合理、高效的技术解决方案。
当前的物联网协议呈现多元化发展。 不同的行业、场景适合不同的协议。 同一场景下，有多种协议可供选择。 任何协议都无法在市场上占据主导地位。 一定的互补作用。
因此，要实现物联网设备和数据的互联互通，关键不是协议的统一，而是不同协议之间的互联以及上层业务应用层协议的统一。
EMQ 致力于解决物联网设备的数据连接问题。 EMQX 物联网消息服务器可以通过开放标准 MQTT、CoAP 和 LwM2M 协议连接任何设备。 对于工业场景等复杂多样的工业协议，还可以通过边缘工业协议网关软件转换为统一的MQTT协议接入，满足大多数物联网场景的数据采集需求，为物联网提供高效可靠的数据接入层企业的业务。
随着社会的快速发展，很多企业在用人方面的专业要求越来越高，对综合素质的要求也越来越高。 为此，高职院校几乎每年都会开设一些新专业，以培养更好适应社会需求的人才。 在省教育厅刚刚公布的高校专业审批中，记者发现河北楼宇自控公司，新增的177个专科专业中，近一半倾向于互联网和高新技术产业。 而这些专业也是当前我省经济社会发展重点的新兴产业。
物联网应用技术已成为申请获批最多的学科
统计显示，截至2010年3月，全国已有近700所高校向教育部提出增设物联网等相关专业的申请。 在省教育厅近日公布的《2011年普通高等学校新增普通专业名单》中，有7所学校新增物联网应用技术学科，是申请获批最多的学科。
物联网专业的激增，从一个侧面投射了物联网“新贵”行业的潜在价值。 越来越多的人在这个日益成熟的新兴市场中寻找商机。 去年的河北国际信息产业周上，8个高新技术项目签约，其中3个涉及物联网。 与此同时，国内物联网巨头航天信息股份有限公司也开始在河北“圈地”。
由于自动控制、信息传感、射频识别等国内物联网所需的上游技术和产业已经成熟或基本成熟，省政府也提出加快物联网产业发展，并表示：到2015年，全省物联网产业销售收入将达到1000亿元以上，成为重要的战略性新兴产业。 看来河北将大力发展物联网产业，这是毋庸置疑的。
日前，财政部企业司司长刘玉廷撰文表示，支持物联网企业利用资本市场，鼓励产业投资基金、创业投资基金、私募股权基金等其他社会资本多渠道、多层次向物联网聚集。 业内人士也表示，河北省要抓住国民经济结构调整机遇，利用现有产业基础和比较优势，大力发展物联网等新兴产业。 “如果物联网产业渗透到千家万户，将成为重要的经济增长点。”
智能建筑工程技术引关注
随着经济社会的快速发展，我国城市中高层建筑不断涌现，建筑高度和数量数据不断更新。 随着“三年巨变”城市改造工程逐渐接近尾声，在省会石家庄，放眼望去，高楼大厦鳞次栉比，宣告着城市建设的快速发展。房地产行业。 与此同时，建筑智能化市场也在快速增长。
据悉，目前，不仅许多中高端写字楼、写字楼已应用楼宇智能系统，而且在北京、上海、广州、深圳，成为高端物业新趋势。 智能建筑也将成为建筑行业新的“经济增长点”。
据石家庄外语翻译职业学院信息技术系主任周洪瑞介绍，目前各类建筑（楼宇、展馆、场馆等）智能化工程投入约占总投入的5%-8%。项目投资，有的高达10%； 住宅小区智能化系统建设投资平均每平方米60元左右（占民用建筑投资的5%-8%）。 如果按照我国每年竣工面积计算，该项目总投资达数十亿元，这是一个广阔的市场。
记者了解到，建筑智能化是我国建筑行业近年来发展较快的技术领域，从业人员约100万人。 目前主要集中在上海、北京、广州、深圳等大中城市。 其中90%以上从事建筑智能化设施的安装、调试、运行和维护工作。 “不过，从事这个行业的人基本上都是从电气、电子、通信、计算机技术人才转来的，真正的专业人才极其稀缺。” 据周鸿睿介绍，粗略估计，目前全国从事智能建筑的企业有3000多家。 产品供应商近3000家。 我国拥有智能建筑专项设计资质的设计院152家，系统集成商127家。 楼宇自动化和智能建筑的设计、施工、维护、销售等方面的人才需求是不可估量的。 在她看来，未来10年，我国建筑智能化将快速发展，从业人员数量将增至200万人，其中专业技术和管理人员比例将达到40%左右。
