物聯網架構及協議掃盲

​當我剛踏進物聯網的世界時,第一個讓我凌亂的就是各種各樣的名詞,比如MQTT、Lora、NB-IOT、CoAP等;第二個就是各種各樣的物聯網平臺。

物聯網架構及協議掃盲

後來接觸的多了,返回來整理一下,

如描述有誤,請指正

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首先,說一下物聯網架構。物聯網從架構上面可以分為感知層、網路層和應用層,如下圖 :

物聯網架構及協議掃盲

圖 物聯網平臺三層架構

感知層:負責資訊採集和物物之間的資訊傳輸,資訊採集的技術包括感測器、條碼和二維碼、 RFID射頻技術、音影片等多媒體資訊,資訊傳輸包括遠近距離資料傳輸技術、自組織組網技術、協同資訊處理技術等感測器網路。

網路層:是利用無線和有線網路對採集的資料進行編碼、認證和傳輸,廣泛覆蓋的行動通訊網路是實現物聯網的基礎設施。

應用層:提供豐富的基於物聯網的應用,是物聯網發展的根本目標,將物聯網技術與行業資訊化需求相結合,實現廣泛智慧化應用的解決方案。

分析上圖,我們大致能看到一些名詞在整個架構中扮演的角色。看不懂?沒關係,文章遵循由大及小的原則,到下面會再細講。

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物聯網,顧名思義,就是“物”連線“網路”。這樣就引出一個知識點:

裝置接入網路方式

1。直接接入:物聯網終端裝置本身具備聯網能力直接接入網路,比如 在裝置端加入

NB-IOT

通訊模組,2G通訊模組、Wifi模組。

2。閘道器接入:物聯網終端裝置本身不具備入網能力,需要在本地組網後,需要統一透過閘道器再接入到網路。 比如終端裝置透過zigbee無線組網,然後各裝置資料透過Zigbee閘道器統一接入到網路裡面。常用到本地無線組網技術有Zigbee,

Lora

,BLE MESH, sub-1GHZ等。

在物聯網裝置裡面,物聯網閘道器是一個非常重要的角色。一個處在本地區域網與外部接入網路之間的智慧裝置。主要的功能是網路隔離,協議轉化/適配以及資料網內外傳輸。

物聯網架構及協議掃盲

比如現在時興的某某精靈等,家裡的插座、燈泡能接入到某某精靈,然後手機控制這些裝置。

有重點(

NB-IOT、Lora,這兩個是接入網路的方式,和Wifi是同一個層次的

)當然,也可以稱之為網路通訊方式。

其實在我們通訊這一行裡,NB、Lora、ZigBee可以簡單理解為不同頻段的電磁波。

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物聯網裝置終端接入網路後,只是物聯網應用的開始。裝置接入網路後,裝置與裝置之間需要互相通訊, 裝置與雲端需要互相通訊。只有互通,物聯網的價值才展現出來。既然要互通,則需要一套物聯網

通訊協議

。只有遵循該套協議的裝置相互間能夠通訊,能夠交換資料。

常用的物聯網通訊協議主要分為:

1。 基於訊息模型:MQTT、CoAP、LwM2M等。裝置與裝置之間,裝置與雲端之間透過交換訊息來實現通訊,訊息裡面攜帶了通訊資料,適合低功耗場景。

2。 基於通用協議:TCP透傳、HTTP等。裝置與裝置之間,裝置與雲端之間透過RestfulAPI或者原生資料來實現通訊,適合對低功耗要求低的場景。

有重點(

MQTT、CoAP、LwM2是通訊協議,和TCP、UDP是同一個角色

),其中MQTT是基於TCP的,CoAP是基於UDP的,LwM2M是基於CoAP的。

想要理解這些角色,我們也可以透過OSI五層模型來加深理解:

物聯網架構及協議掃盲

同時,網上提到的

TCP透傳

也就是用TCP協議直接傳輸資料。

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本篇作為掃盲貼,就暫時寫到這裡。下一篇會寫OneNET物聯網平臺的使用,加深對本篇的理解。後面也會針對其中的各種協議進行詳細的描述。

文章參考:

《cnblogs作者:fireflyover》

《中移OneNET》

《三顆豆子》