在设计物联网设备时，可以肯定的是一件事是它不会是独立的。与过去大多数传统嵌入式设备的开发方式不同，物联网设备将始终具有某种形式的通信功能。在大多数情况下，这将是基于无线的，选择通信方式的关键决定因素将是所需范围，要传输的数据量和可用功率等的预算。因此，嵌入式开发人员必须深入研究通信协议，标准和无线规范。

确定要为您的物联网设备使用哪种协议的第一步是退后一步，回顾一下OSI 7层模型（应用层，表示层，会话层，传输层，网络层，数据链路层，物理层）。在物理和数据层，Wi-Fi（802.11）和蜂窝3G和LTE等协议就是很好的例子。以太网主导着有线世界，而Wi-Fi是传输大量数据的主要候选者。对于后者，要注意的是，对于通过电池供电的设备进行的始终开启操作，这有点耗电。低功耗蓝牙（BLE）是降低数据速率和功耗预算的可行选择。但是，BLE的射程是一个限制，通常仅限于30米左右的可靠自由空间操作。更长距离的替代方案包括蜂窝3G和4G网络，这些网络的数据速率正在迅速接近Wi-Fi速度。同样令人感兴趣的是速度要低得多的窄带物联网协议（NB-IoT），与未经许可的858/915 MHz工业，科学和医学频谱中的NB-IoT竞争的是低功率，低数据速率产品SigFox和LoRa。Z-Wave是该频谱中的另一种候选产品，尽管其引用范围远小于其他产品。

在传输层，TCP和UDP是两个协议。TCP是默认设置，但是某些嵌入式应用程序开始使用UDP协议，因为它的包开销不如TCP。

关于使用哪种协议的主要焦点通常是关于数据协议，这是在应用程序层上。有很多选择，其中一些正在逐渐流行起来。其中包括CoAP和MQTT，以及XMPP和RESTful HTTP的Web方法。受限应用协议（CoAP）是由Internet工程任务组（IETF）启用的，是从头开始设计的，用于计算资源有限的低功耗设备。CoAP基于请求或响应模型，提供合理的安全性，并使用UDP协议，因此使用起来非常轻便。

MQTT还被设计为资源受限设备的轻量级协议，它使用发布和订阅模型，非常适合在低带宽，高延迟网络中使用。MQTT旨在通过基于云的应用程序进行监视的传感器和设备的大规模部署，具有极高的带宽效率，并且只需要很少的代码空间。

最近的多框架协议（包括Thread）已被Google等公司采用。线程规范具有其自己的物理层，但通过使用现有的无线模块和收发器保留了与802.15.4的兼容性。作为低功耗开放式IPv6协议开发的Thread的核心目标是通过使用网格技术来防止单点故障，从而确保无数设备之间的连接。

从审查运行要求开始，需要仔细考虑为物联网应用选择所需的协议。有了许多不同的选择，清楚说明物联网设备的运行标准将有助于缩小选择过程。

上一篇： 企业不容错过的2019八大人工智能和分析趋势 下一篇： 适用于现代制造商的质量保证工具集