IoT协议栈介绍

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IoT相关的协议栈,主要可以分为如下几个部分:

应用层:协议包括HTTP、DNS、MQTT、COAP;
传输层:协议包括TCP、UDP,当前这里面也包括针对无线网络做的一些特定优化版本;
网络层:协议包括IPv4、IPv6;
无线接入层:主要包括两大阵营,一个是以3GPP蜂窝通信协议,包括GPRS、LTE、NR等;另一个是特定领域使用的无线接入协议,可以把它们统称为短距离通信协议;
从上面的图中可以看到,短距离通信协议的种类众多。它们被提出时,目标应用场景不同,而且很多协议还是私有协议,导致了当前短距离协议领域山头林立,难以统一,从而从某种程度上来说也阻碍了短距离通信协议的广泛应用于普及。

在短距离通信协议中,比较常见的应用场景包括智能家居和工业应用场景。其中,智能家居常用的短距离协议包括Zigbee、Bluetooth、WiFi、RFID、Z-Wave;在工业应用场景常用的协议包括LoRA、Sigfox、enOcean、ISA100.11a、WirelessHART、WIA-PA;

在蜂窝通信协议方面,上图只列举了GPRS、LTE、NR,主要是考虑到他们是比较基础且常用的无线通信协议。像物联网领域常提到的NB-IoT、eMTC等协议,都是在LTE协议的基础上针对物联网场景做的特殊设计。由于3GPP强大的组织影响力,包括国内通信设备商、运营商的强大网络覆盖和运营能力,基于3GPP NB-IoT和eMTC协议的物联网应用得以比较大规模应用。比较典型的就是共享单车,还有智能电表、水表、天然气表等等。

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