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          金山區安防公司:一文讀懂物聯網標準和協議……

          發布時間:2020-03-20 08:30:05   作者:上海監控安裝公司

                物聯網催生了許多新的標準和協議。設備制造商和應用程序創建者已經采用了更多其他原本用于其他目的,但非常適合于新物聯網應用程序的協議。

            盡管從某種意義上說,物聯網設備與任何其他與互聯網連接的設備相同,但許多物聯網應用程序固有的帶寬,功率和傳輸距離限制要求針對連接,數據傳輸,設備發現和通信的基本動作提供新穎的特殊解決方案。本文將作為與IoT通信協議和標準相關的術語的簡要詞匯表。

            基礎設施

            IPv4 / IPv6

            IPv4和IPv6是Internet協議的兩個主要版本(IP是Internet Protocol縮寫)。Internet協議是一種用于在網絡上的主機(最著名的是Internet)之間傳遞數據包并使用所謂的IP地址唯一標識網絡上的主機的方法。IPv4和v6數據包都包含標頭,這些標頭是與數據包相關的元數據,例如發送方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的實際數據。創建IPv6的主要推動力以及它與IPv4之間的主要區別之一是更大的地址空間。IPv4地址為32位,僅允許數十億個唯一地址,而IPv6地址為128位,

            6LoWPAN

            6LoWPAN代表低功耗無線個人局域網上的IPV6。該標準旨在使通常以有限的電池供電和處理能力運行的IoT設備能夠使用IPV6數據包進行通信。通過使用報頭壓縮和其他節電技術,6LoWPAN允許設備使用與整個Internet相同的數據包結構在IEEE 802.15.4網絡(專為低功耗通信而設計)上進行通信。

            RPL

            RPL是為低功耗和有損網絡而設計的路由協議,這意味著網絡由可能遭受數據包丟失的低功耗設備組成。RPL的特點是針對多對一通信進行了優化,并且其節點之間具有有效共享網絡拓撲信息(有關網絡的形狀和組成的信息)的能力。

            身份證明

            由于諸如網絡之類的各種原因,在所有設備的全球池中唯一標識IoT設備通常是有用且必要的。有幾種流行的方法可用于實現此目的。

            EPC

            EPC代表電子產品代碼。這是GS1定義的標準,GS1是與商業通信標準化有關的非營利組織。EPC概述了一種系統,用于根據產品類別信息(例如UPC)和標識一種對象類型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識符進行編碼和解碼。

            uCode

            ucode是一個獨特的標識系統,其工作方式與ICANN域名注冊和DNS管理系統相似。唯一代碼由一組冗余ID服務器管理,這些服務器可以發布ucode ID并解析它們,返回設備信息,就像DNS服務器將唯一URL解析為IP地址一樣。

            MAC地址

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

            通訊/傳輸

            物聯網設備可以使用許多網絡傳輸協議,但其中一些最受歡迎的協議是:

            Wi-Fi

            將我們的大多數計算機和智能設備連接到互聯網的相同Wi-Fi技術也可以用于連接IoT設備。由于與其他網絡技術相比,Wi-Fi對功率的要求相對較高,因此它通常不是功率受限設備的首選,但是它的普遍存在使其成為某些解決方案的可行選擇。

            Bluetooth藍牙

            藍牙既具有普遍采用的優點,又具有(至少在最新版本中)功耗極低的優點。但是,藍牙的傳輸范圍相對較短,對于大型地理應用而言并不理想。

            LPWAN 低功耗廣域網

            LPWAN(低功耗廣域網的縮寫)是一種既省電又可以遠距離傳輸數據的技術。LPWAN的主要缺點是其極低的傳輸速率,這對于需要向IoT設備傳輸大量數據或從IoT設備傳輸大量數據的應用程序提出了挑戰。LPWAN也不是一種普遍采用的聯網技術。因此,如果與現有網絡的集成很重要,則LPWAN可能不是最佳選擇。

            發現

            Physical Web

            Physical Web是Google創建的一種標準,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備進行交互。例如,停車收費表可以將URL廣播到其付款頁面,從而允許用戶預訂停車位。物理網絡使用Bluetooth LE廣播這些URL。

            mDNS

            mDNS是一種協議,其功能與普通DNS類似,但適用于較小的網絡規模,并且沒有名稱服務器。特別是,它允許設備廣播和接收有關網絡上可用服務的信息。例如,在Apple的Bonjour系統(mDNS的專有實現)中,設備可以查詢本地網絡上的其他設備,以確定它們是否可用于打印,iTunes庫共享或視頻會議。mDNS網絡上的設備會查詢網絡上的其他設備,然后所有設備都會以有關其提供的服務及其網絡地址的信息進行響應。然后,該信息將被網絡上的所有其他設備緩存,并用于將來的請求。

            數據協議

            MQTT

            MQTT是一種發布/訂閱消息傳遞協議,用于在網絡帶寬較低的環境中的設備之間傳遞數據。MQTT網絡上有兩種類型的設備:發布者和消息代理。消息代理管理訂閱主題和針對這些消息類型描述的設備。然后,在將新信息發布到主題時,它會向訂戶發布更新。

            CoAP

            CoAP是一種基于UDP的Web傳輸協議,它是TCP的替代傳輸協議。TCP也是基于Web構建的。CoAP旨在允許IoT設備和服務器之間的REST編程接口。REST是一種流行的編程范例,它允許服務器將資源公開給客戶端,使其可以使用經過充分記錄并經過時間驗證的格式來查看,更新,創建和刪除客戶端。

            WebSocket

            WebSocket是一種協議,它允許通過單個連接在客戶端(設備和服務器)之間進行雙向通信,與HTTP之類的替代方法相比,通信速度更快。WebSocket可以用于例如將數據消息從設備或網關引導到服務器進行處理,但也可以允許服務器將消息發送回設備或網關(例如,請求設備方面的操作或發送軟件或固件更新)。

            設備管理

            TR-069

            TR-069是一種協議,旨在允許設備自動配置為在網絡上使用,并且允許這些設備接收將來的軟件,固件和配置更新。該協議基于HTTP,并且一系列已定義的消息類型使設備可以安全地連接到ACS或自動配置服務器并接收配置數據。這使諸如機頂盒之類的嵌入式設備能夠成功連接到網絡,并在適當的時候進行自我更新。

            OMA-DM

            與TR-069相似,OMA-DM是用于配置和更新網絡上設備的標準。它是由開放移動聯盟(Open Mobile Alliance)創建的,因此已廣泛用于移動電話和其他連接的消費類設備的配置,配置和維護。

            多層框架

            除了在許多物聯網解決方案中使用的上述構建模塊外,還提供了將物聯網應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創建)之類的開源堆棧是一站式框架解決方案,用于創建可以相互通信并與更廣泛的Internet通信的設備。Apple的全棧IoT /智能家用設備解決方案HomeKit還提供了將設備輕松添加到網絡以及向其他設備和用戶宣傳和展示其服務的機制。

            IoTivity

            iotivity是intel和三星牽頭的一個開源項目,目的是建立統一的物聯網設備連接標準,可實現無縫的設備到設備連接,IoT設備可以安全地相互連接并連接到互聯網。OCF(開放式連接基金會)為這些設備制定規范,互操作性指南和認證計劃。IoTivity是OCF規范的開源參考實現。IoTivity提供多種編程語言和支持多種操作系統,且考慮資源受限設備。其包含四個基本構建塊:

            發現:支持多種機制,用于發現鄰近和遠程的設備和資源。

            數據傳輸:支持基于消息傳遞和流模型的信息交換和控制。

            數據管理:支持從各種資源中收集,存儲和分析數據。

            設備管理:支持設備的入網,配置和診斷。

            OpenWeave

            OpenWeave是Weave網絡應用層的開源實現,該網絡應用層是Nest產品的安全,可靠的通信主干。可為物聯網(IoT)空間中的控制和數據提供設備到設備,設備到移動以及設備到云的通信。盡管Weave是圍繞IPv6構建的,但它可以利用任何IP網絡或點對點通信技術,例如Thread,BLE或Cellular。

            OpenWeave的設計考慮了以下目標:

            低開銷-mdash; 低功耗設備的輕量級解決方案

            無處不在&mdash; 無處不在的可擴展和統一協議

            安全&mdash; 即使網絡不暢,交互也是安全的

            易于使用&mdash; 靈活的設置和配置

            多功能&mdash; 強大的數據類型,可實現強大的交互

            HomeKit

            HomeKit是一個與支持Apple HomeKit附件協議的連接的家庭自動化配件進行通信和控制的框架。HomeKit應用程序使用戶能夠發現兼容的配件并進行配置。用戶還可以創建控制附件(如恒溫器或光源)的動作,將它們組合在一起,然后使用Siri觸發它們。HomeKit對象存儲在用戶iOS設備上的數據庫中,該設備通過iCloud同步到其他iOS設備。HomeKit支持遠程訪問附件,多個用戶設備和多個用戶。HomeKit也為您處理安全和隱私。

            希望這些定義將對您有所幫助,幫助您瀏覽這些新的物聯網標準和協議帶來的令人興奮的新可能性。



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