物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生了一系列新的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。本文是與物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的術(shù)語表。

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概要

物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)產(chǎn)生了許多新的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。設(shè)備制造商和應(yīng)用程序創(chuàng)建者已采用了更多其他原本用于其他目的但非常適合于新的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序的協(xié)議。盡管從某種意義上說，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與任何其他與互聯(lián)網(wǎng)連接的設(shè)備相同，但是許多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序固有的帶寬、功率和傳輸距離限制要求針對連接、數(shù)據(jù)傳輸、設(shè)備發(fā)現(xiàn)和通信的基本操作提供新的解決方案 。本文將作為與IoT通信協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)的術(shù)語的簡要詞匯表。

基礎(chǔ)設(shè)施

IPv4/IPv6

IPv4和IPv6是Internet協(xié)議的兩個主要版本(IP是Internet Protocol 的縮寫)。Internet協(xié)議是一種用于在網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)之間傳遞數(shù)據(jù)包并使用所謂的IP地址唯一標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)的方法。IPv4和v6數(shù)據(jù)包均包含標(biāo)頭，這些標(biāo)頭是與數(shù)據(jù)包相關(guān)的元數(shù)據(jù)，例如發(fā)送方IP地址和接收方IP地址以及有效載荷，而有效載荷是要傳輸?shù)膶嶋H數(shù)據(jù)。創(chuàng)建IPv6的主要推動力以及它與IPv4的主要區(qū)別之一是更大的地址空間。IPv4地址為32位，僅允許數(shù)十億個唯一地址，而IPv6地址為128位，從而使IPv6網(wǎng)絡(luò)上存在的唯一設(shè)備數(shù)量增加了很多倍。

6LoWPAN

6LoWPAN代表低功耗無線個人局域網(wǎng)上的IPV6。該標(biāo)準(zhǔn)旨在使通常在電池供電和處理能力有限的情況下運行的IoT設(shè)備可以使用IPV6數(shù)據(jù)包進(jìn)行通信。通過使用報頭壓縮和其他節(jié)能技術(shù)，6LoWPAN允許設(shè)備使用與整個Internet相同的數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)在IEEE 802.15.4網(wǎng)絡(luò)(專為低功率通信設(shè)計)上進(jìn)行通信。

RPL

RPL是為低功耗和有損網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計的路由協(xié)議，這意味著由低功耗設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)可能會出現(xiàn)數(shù)據(jù)包丟失。RPL的特點是針對多對一通信進(jìn)行了優(yōu)化，并且其節(jié)點之間具有有效共享網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔?有關(guān)網(wǎng)絡(luò)的形狀和組成的信息)的能力。

Identification

由于網(wǎng)絡(luò)等各種原因，在全球所有設(shè)備池中唯一標(biāo)識IoT設(shè)備通常很有用，而且很有必要。有幾種流行的方法可用于實現(xiàn)此目的。

EPC

EPC代表電子產(chǎn)品代碼。這是GS1所定義的標(biāo)準(zhǔn)，GS1是一家非營利性組織，致力于規(guī)范企業(yè)通信。EPC概述了一種系統(tǒng)，用于根據(jù)產(chǎn)品類別信息(例如UPC)和標(biāo)識一種對象的唯一實例的序列號，對世界上任何物理對象的通用唯一標(biāo)識符進(jìn)行編碼和解碼。

uCode

ucode是一個獨特的身份識別系統(tǒng)，其工作方式與ICANN域名注冊和DNS管理系統(tǒng)類似。唯一的代碼由一組冗余的ID服務(wù)器管理，這些服務(wù)器可以發(fā)出ucode ID，也可以解析ucode ID，返回設(shè)備信息，這與DNS服務(wù)器將唯一的URL解析為IP地址的方式非常相似。

MAC Address

所有具有網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備都為每個網(wǎng)絡(luò)接口分配了一個MAC地址。MAC地址是唯一的，并且已批量分配給設(shè)備制造商。然后由設(shè)備制造商來確保他們將批次中的編號分配給設(shè)備，以使每個設(shè)備只有一個唯一的編號MAC地址。

通信/傳輸

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以使用許多網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，但其中一些最受歡迎的協(xié)議是：

Wi-Fi

將我們的大多數(shù)計算機(jī)和智能設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)的相同Wi-Fi技術(shù)也可以用于連接IoT設(shè)備。由于Wi-Fi與其他網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比具有相對較高的功率要求，因此它通常不是功率受限設(shè)備的首選，但是它的普遍存在使其成為某些解決方案的可行選擇。

藍(lán)牙

藍(lán)牙技術(shù)的優(yōu)點是普及性強，而且(至少在最新版本中)功耗很低。然而，藍(lán)牙的傳輸距離相對較短，這對于大規(guī)模的地理應(yīng)用來說并不理想。

LPWAN

低功耗廣域網(wǎng)LPWAN(low-power wide-area network)是一種既省電又可以遠(yuǎn)距離傳輸數(shù)據(jù)的技術(shù)。LPWAN的主要缺點是其極低的傳輸速率，這對于需要向IoT設(shè)備傳輸大量數(shù)據(jù)或從IoT設(shè)備傳輸大量數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序提出了挑戰(zhàn)。LPWAN也不是一種普遍采用的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。因此，如果與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的集成很重要，則LPWAN可能不是最佳選擇。

Discovery

物理網(wǎng)(Physical Web)

物理網(wǎng)絡(luò)是Google創(chuàng)建的一種標(biāo)準(zhǔn)，允許物理對象以URL的形式廣播信息，該URL允許用戶以電子方式與設(shè)備進(jìn)行交互。例如，停車收費表可以將URL廣播到其付款頁面，從而允許用戶預(yù)訂停車位。物理網(wǎng)絡(luò)使用Bluetooth LE廣播這些URL。

mDNS

mDNS是一種協(xié)議，其功能與普通DNS類似，但適用于較小的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模，并且沒有名稱服務(wù)器(name servers)。特別是，它允許設(shè)備廣播和接收有關(guān)網(wǎng)絡(luò)上可用服務(wù)的信息。例如，在Apple的Bonjour系統(tǒng)(mDNS的專有實現(xiàn))中，設(shè)備可以查詢本地網(wǎng)絡(luò)上的其他設(shè)備，以確定它們是否可用于打印，iTunes庫共享或視頻會議。mDNS網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備會查詢網(wǎng)絡(luò)上的其他設(shè)備，然后所有設(shè)備都會以有關(guān)其提供的服務(wù)及其網(wǎng)絡(luò)地址的信息進(jìn)行響應(yīng)。然后，該信息將被網(wǎng)絡(luò)上的所有其他設(shè)備緩存，并用于將來的請求。

數(shù)據(jù)協(xié)議

MQTT

MQTT是一種發(fā)布/訂閱消息傳遞協(xié)議，用于在網(wǎng)絡(luò)帶寬較低的環(huán)境中的設(shè)備之間傳遞數(shù)據(jù)。MQTT網(wǎng)絡(luò)上有兩種類型的設(shè)備：發(fā)布者和消息代理。消息代理管理訂閱主題和針對這些消息類型描述的設(shè)備。然后，在將新信息發(fā)布到主題時，它會向訂戶發(fā)布更新。

CoAP

CoAP是建立在UDP之上的web傳輸協(xié)議，UDP是TCP的另一種傳輸協(xié)議。TCP也是web的基礎(chǔ)。CoAP的設(shè)計允許物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和服務(wù)器之間的REST編程接口。REST是一種流行的編程范式，它允許服務(wù)器向客戶機(jī)公開資源，客戶機(jī)可以使用一種經(jīng)過充分記錄和時間測試的格式查看、更新、創(chuàng)建和刪除這些資源。

WebSocket

WebSocket是一種協(xié)議，它允許通過單個連接在客戶端(設(shè)備和服務(wù)器)之間進(jìn)行雙向通信，與HTTP之類的替代方法相比，通信速度更快。WebSocket可以用于例如將數(shù)據(jù)消息從設(shè)備或網(wǎng)關(guān)引導(dǎo)到服務(wù)器以進(jìn)行處理，但是也可以允許服務(wù)器將消息發(fā)送回設(shè)備或網(wǎng)關(guān)(例如，請求設(shè)備方面的操作或發(fā)送軟件或固件更新)。

設(shè)備管理

TR-069

TR-069是一種協(xié)議，旨在允許設(shè)備自動配置為在網(wǎng)絡(luò)上使用，并且允許這些設(shè)備接收將來的軟件，固件和配置更新。該協(xié)議基于HTTP，并且一系列已定義的消息類型使設(shè)備可以安全地連接到ACS或自動配置服務(wù)器并接收配置數(shù)據(jù)。這使諸如機(jī)頂盒之類的嵌入式設(shè)備能夠成功連接到網(wǎng)絡(luò)，并在適當(dāng)?shù)臅r候進(jìn)行自我更新。

OMA-DM

與TR-069相似，OMA-DM是用于配置和更新網(wǎng)絡(luò)上設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)。它是由開放移動聯(lián)盟(Open Mobile Alliance)創(chuàng)建的，因此已廣泛用于移動電話和其他連接的消費類設(shè)備的provisioning、配置和維護(hù)。

多層框架

除了以上在許多IoT解決方案中使用的構(gòu)建塊外，還提供了將IoT應(yīng)用程序堆棧的每個部分的解決方案組合在一起的多層框架。諸如IoTivity和Alljoyn(已與IoTivity合并)或OpenWeave(由Google創(chuàng)建)之類的開源堆棧是一站式框架解決方案，用于創(chuàng)建可以相互通信并與更廣泛的Internet通信的設(shè)備。Apple的全棧式IoT /智能家用設(shè)備解決方案HomeKit還為將設(shè)備輕松添加到網(wǎng)絡(luò)以及向其他設(shè)備和用戶宣傳和展示其服務(wù)提供了機(jī)制。

希望這些定義將對您有所幫助，幫助您瀏覽這些新的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議帶來的令人興奮的新可能性。