物联网通信协议和标准相关的术语有哪些

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概要

物联网已经产生了许多新的标准和协议。设备制造商和应用程序创建者已采用了更多其他原本用于其他目的但非常适合于新的物联网应用程序的协议。尽管从某种意义上说，物联网设备与任何其他与互联网连接的设备相同，但是许多物联网应用程序固有的带宽、功率和传输距离限制要求针对连接、数据传输、设备发现和通信的基本操作提供新的解决方案  。

基础设施

IPv4/IPv6

IPv4和IPv6是Internet协议的两个主要版本(IP是Internet Protocol  的缩写)。Internet协议是一种用于在网络上的主机之间传递数据包并使用所谓的IP地址唯一标识网络上的主机的方法。IPv4和v6数据包均包含标头，这些标头是与数据包相关的元数据，例如发送方IP地址和接收方IP地址以及有效载荷，而有效载荷是要传输的实际数据。创建IPv6的主要推动力以及它与IPv4的主要区别之一是更大的地址空间。IPv4地址为32位，仅允许数十亿个唯一地址，而IPv6地址为128位，从而使IPv6网络上存在的唯一设备数量增加了很多倍。

6LoWPAN

6LoWPAN代表低功耗无线个人局域网上的IPV6。该标准旨在使通常在电池供电和处理能力有限的情况下运行的IoT设备可以使用IPV6数据包进行通信。通过使用报头压缩和其他节能技术，6LoWPAN允许设备使用与整个Internet相同的数据包结构在IEEE  802.15.4网络(专为低功率通信设计)上进行通信。

RPL

RPL是为低功耗和有损网络而设计的路由协议，这意味着由低功耗设备组成的网络可能会出现数据包丢失。RPL的特点是针对多对一通信进行了优化，并且其节点之间具有有效共享网络拓扑信息(有关网络的形状和组成的信息)的能力。

Identification

由于网络等各种原因，在全球所有设备池中唯一标识IoT设备通常很有用，而且很有必要。有几种流行的方法可用于实现此目的。

EPC

EPC代表电子产品代码。这是GS1所定义的标准，GS1是一家非营利性组织，致力于规范企业通信。EPC概述了一种系统，用于根据产品类别信息(例如UPC)和标识一种对象的唯一实例的序列号，对世界上任何物理对象的通用唯一标识符进行编码和解码。

uCode

ucode是一个独特的身份识别系统，其工作方式与ICANN域名注册和DNS管理系统类似。唯一的代码由一组冗余的ID服务器管理，这些服务器可以发出ucode  ID，也可以解析ucode ID，返回设备信息，这与DNS服务器将唯一的URL解析为IP地址的方式非常相似。

MAC Address

所有具有网络连接的设备都为每个网络接口分配了一个MAC地址。MAC地址是唯一的，并且已批量分配给设备制造商。然后由设备制造商来确保他们将批次中的编号分配给设备，以使每个设备只有一个唯一的编号MAC地址。

通信/传输

物联网设备可以使用许多网络传输协议，但其中一些最受欢迎的协议是：

Wi-Fi

将我们的大多数计算机和智能设备连接到互联网的相同Wi-Fi技术也可以用于连接IoT设备。由于Wi-Fi与其他网络技术相比具有相对较高的功率要求，因此它通常不是功率受限设备的首选，但是它的普遍存在使其成为某些解决方案的可行选择。

蓝牙

蓝牙技术的优点是普及性强，而且(至少在最新版本中)功耗很低。然而，蓝牙的传输距离相对较短，这对于大规模的地理应用来说并不理想。

LPWAN

低功耗广域网LPWAN(low-power wide-area  network)是一种既省电又可以远距离传输数据的技术。LPWAN的主要缺点是其极低的传输速率，这对于需要向IoT设备传输大量数据或从IoT设备传输大量数据的应用程序提出了挑战。LPWAN也不是一种普遍采用的联网技术。因此，如果与现有网络的集成很重要，则LPWAN可能不是最佳选择。

Discovery

物理网(Physical Web)

物理网络是Google创建的一种标准，允许物理对象以URL的形式广播信息，该URL允许用户以电子方式与设备进行交互。例如，停车收费表可以将URL广播到其付款页面，从而允许用户预订停车位。物理网络使用Bluetooth  LE广播这些URL。

mDNS

mDNS是一种协议，其功能与普通DNS类似，但适用于较小的网络规模，并且没有名称服务器(name  servers)。特别是，它允许设备广播和接收有关网络上可用服务的信息。例如，在Apple的Bonjour系统(mDNS的专有实现)中，设备可以查询本地网络上的其他设备，以确定它们是否可用于打印，iTunes库共享或视频会议。mDNS网络上的设备会查询网络上的其他设备，然后所有设备都会以有关其提供的服务及其网络地址的信息进行响应。然后，该信息将被网络上的所有其他设备缓存，并用于将来的请求。

数据协议

MQTT

MQTT是一种发布/订阅消息传递协议，用于在网络带宽较低的环境中的设备之间传递数据。MQTT网络上有两种类型的设备：发布者和消息代理。消息代理管理订阅主题和针对这些消息类型描述的设备。然后，在将新信息发布到主题时，它会向订户发布更新。

CoAP

CoAP是建立在UDP之上的web传输协议，UDP是TCP的另一种传输协议。TCP也是web的基础。CoAP的设计允许物联网设备和服务器之间的REST编程接口。REST是一种流行的编程范式，它允许服务器向客户机公开资源，客户机可以使用一种经过充分记录和时间测试的格式查看、更新、创建和删除这些资源。

WebSocket

WebSocket是一种协议，它允许通过单个连接在客户端(设备和服务器)之间进行双向通信，与HTTP之类的替代方法相比，通信速度更快。WebSocket可以用于例如将数据消息从设备或网关引导到服务器以进行处理，但是也可以允许服务器将消息发送回设备或网关(例如，请求设备方面的操作或发送软件或固件更新)。

设备管理

TR-069

TR-069是一种协议，旨在允许设备自动配置为在网络上使用，并且允许这些设备接收将来的软件，固件和配置更新。该协议基于HTTP，并且一系列已定义的消息类型使设备可以安全地连接到ACS或自动配置服务器并接收配置数据。这使诸如机顶盒之类的嵌入式设备能够成功连接到网络，并在适当的时候进行自我更新。

OMA-DM

与TR-069相似，OMA-DM是用于配置和更新网络上设备的标准。它是由开放移动联盟(Open Mobile  Alliance)创建的，因此已广泛用于移动电话和其他连接的消费类设备的provisioning、配置和维护。

多层框架

除了以上在许多IoT解决方案中使用的构建块外，还提供了将IoT应用程序堆栈的每个部分的解决方案组合在一起的多层框架。诸如IoTivity和Alljoyn(已与IoTivity合并)或OpenWeave(由Google创建)之类的开源堆栈是一站式框架解决方案，用于创建可以相互通信并与更广泛的Internet通信的设备。Apple的全栈式IoT  /智能家用设备解决方案HomeKit还为将设备轻松添加到网络以及向其他设备和用户宣传和展示其服务提供了机制。

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