物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)術(shù)語解析

物聯(lián)網(wǎng)催生了許多新的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。設(shè)備制造商和應(yīng)用程序創(chuàng)建者已經(jīng)采用了更多其他原本用于其他目的，但非常適合于新物聯(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)和通信的基本動(dòng)作提供新穎的特殊解決方案。

本文將作為與IoT通信協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的術(shù)語的簡要詞匯表。

一、基礎(chǔ)設(shè)施

1. IPv4 / IPv6

IPv4和IPv6是Internet協(xié)議的兩個(gè)主要版本(IP的縮寫是IP的縮寫)。Internet協(xié)議是一種用于在網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)(最著名的是Internet)之間傳遞數(shù)據(jù)包并使用所謂的IP地址唯一標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)的方法。IPv4和v6數(shù)據(jù)包都包含標(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?shí)際數(shù)據(jù)。創(chuàng)建IPv6的主要推動(dòng)力以及它與IPv4之間的主要區(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(gè)唯一地址，而IPv6地址為128位，

2. 6LoWPAN

6LoWPAN代表低功耗無線個(gè)人局域網(wǎng)上的IPV6。該標(biāo)準(zhǔn)旨在使通常以有限的電池供電和處理能力運(yùn)行的IoT設(shè)備能夠使用IPV6數(shù)據(jù)包進(jìn)行通信。通過使用報(bào)頭壓縮和其他節(jié)電技術(shù)，6LoWPAN允許設(shè)備使用與整個(gè)Internet相同的數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)在IEEE 802.15.4網(wǎng)絡(luò)(專為低功耗通信而設(shè)計(jì))上進(jìn)行通信。

3. RPL

RPL是為低功耗和有損網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計(jì)的路由協(xié)議，這意味著網(wǎng)絡(luò)由可能遭受數(shù)據(jù)包丟失的低功耗設(shè)備組成。RPL的特點(diǎn)是針對多對一通信進(jìn)行了優(yōu)化，并且其節(jié)點(diǎn)之間具有有效共享網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?a target="_blank">信息(有關(guān)網(wǎng)絡(luò)的形狀和組成的信息)的能力。

二、身份證明

由于諸如網(wǎng)絡(luò)之類的各種原因，在所有設(shè)備的全球池中唯一標(biāo)識(shí)IoT設(shè)備通常是有用且必要的。有幾種流行的方法可用于實(shí)現(xiàn)此目的。

1. EPC

EPC代表電子產(chǎn)品代碼。這是GS1定義的標(biāo)準(zhǔn)，GS1是與商業(yè)通信標(biāo)準(zhǔn)化有關(guān)的非營利組織。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(shí)一種對象類型的唯一實(shí)例的序列號(hào)，對世界上任何物理對象的通用唯一標(biāo)識(shí)符進(jìn)行編碼和解碼。

2. uCode

ucode是一個(gè)獨(dú)特的標(biāo)識(shí)系統(tǒng)，其工作方式與ICANN域名注冊和DNS管理系統(tǒng)相似。唯一代碼由一組冗余ID服務(wù)器管理，這些服務(wù)器可以發(fā)布ucode ID并解析它們，返回設(shè)備信息，就像DNS服務(wù)器將唯一URL解析為IP地址一樣。

3. MAC地址

所有具有網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備都為每個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口分配了一個(gè)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(hào)分配給設(shè)備，以使每個(gè)設(shè)備只有一個(gè)唯一的編號(hào)MAC地址。

三、通訊/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：

1. Wi-Fi

將我們的大多數(shù)計(jì)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。由于與其他網(wǎng)絡(luò)技術(shù)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(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。

2. Bluetooth藍(lán)牙

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

3. LPWAN 低功耗廣域網(wǎng)

LPWAN(低功耗廣域網(wǎng)的縮寫)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(diǎn)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。

四、發(fā)現(xiàn)

1. Physical Web

Physical Web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(fèi)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。

2. 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。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(shí)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(huì)議。mDNS網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備會(huì)查詢網(wǎng)絡(luò)上的其他設(shè)備，然后所有設(shè)備都會(huì)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。

五、數(shù)據(jù)協(xié)議

1. 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(shí)，它會(huì)向訂戶發(fā)布更新。

2. CoAP

CoAP是一種基于UDP的Web傳輸協(xié)議，它是TCP的替代傳輸協(xié)議。TCP也是基于Web構(gòu)建的。CoAP旨在允許IoT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例，它允許服務(wù)器將資源公開給客戶端，使其可以使用經(jīng)過充分記錄并經(jīng)過時(shí)間驗(yàn)證的格式來查看，更新，創(chuàng)建和刪除客戶端。

3. WebSocket

WebSocket是一種協(xié)議，它允許通過單個(gè)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)器進(jìn)行處理，但也可以允許服務(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)。

六、設(shè)備管理

1. TR-069

TR-069是一種協(xié)議，旨在允許設(shè)備自動(dòng)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(dòng)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(shí)候進(jìn)行自我更新。

2. 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(dòng)聯(lián)盟(Open Mobile Alliance)創(chuàng)建的，因此已廣泛用于移動(dòng)電話和其他連接的消費(fèi)類設(shè)備的配置，配置和維護(hù)。

七、多層框架

除了在許多物聯(lián)網(wǎng)解決方案中使用的上述構(gòu)建模塊外，還提供了將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序堆棧的每個(gè)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IoT /智能家用設(shè)備解決方案HomeKit還提供了將設(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)的機(jī)制。

1. IoTivity

iotivity是intel和三星牽頭的一個(gè)開源項(xiàng)目，目的是建立統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接標(biāo)準(zhǔn)，可實(shí)現(xiàn)無縫的設(shè)備到設(shè)備連接，IoT設(shè)備可以安全地相互連接并連接到互聯(lián)網(wǎng)。OCF(開放式連接基金會(huì))為這些設(shè)備制定規(guī)范，互操作性指南和認(rèn)證計(jì)劃。IoTivity是OCF規(guī)范的開源參考實(shí)現(xiàn)。IoTivity提供多種編程語言和支持多種操作系統(tǒng)，且考慮資源受限設(shè)備。其包含四個(gè)基本構(gòu)建塊：

發(fā)現(xiàn)：支持多種機(jī)制，用于發(fā)現(xiàn)鄰近和遠(yuǎn)程的設(shè)備和資源。

數(shù)據(jù)傳輸：支持基于消息傳遞和流模型的信息交換和控制。

數(shù)據(jù)管理：支持從各種資源中收集，存儲(chǔ)和分析數(shù)據(jù)。

設(shè)備管理：支持設(shè)備的入網(wǎng)，配置和診斷。

2. OpenWeave

OpenWeave是Weave網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層的開源實(shí)現(xiàn)，該網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層是Nest產(chǎn)品的安全，可靠的通信主干。可為物聯(lián)網(wǎng)(IoT)空間中的控制和數(shù)據(jù)提供設(shè)備到設(shè)備，設(shè)備到移動(dòng)以及設(shè)備到云的通信。盡管Weave是圍繞IPv6構(gòu)建的，但它可以利用任何IP網(wǎng)絡(luò)或點(diǎn)對點(diǎn)通信技術(shù)，例如Thread?，BLE或Cellular。

OpenWeave的設(shè)計(jì)考慮了以下目標(biāo)：

低開銷-mdash; 低功耗設(shè)備的輕量級解決方案

無處不在— 無處不在的可擴(kuò)展和統(tǒng)一協(xié)議

健壯— 利用Thread?并自我修復(fù)到云

安全— 即使網(wǎng)絡(luò)不暢，交互也是安全的

易于使用— 靈活的設(shè)置和配置

多功能— 強(qiáng)大的數(shù)據(jù)類型，可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的交互

七、HomeKit

HomeKit是一個(gè)與支持Apple HomeKit附件協(xié)議的連接的家庭自動(dòng)化配件進(jìn)行通信和控制的框架。 HomeKit應(yīng)用程序使用戶能夠發(fā)現(xiàn)兼容的配件并進(jìn)行配置。 用戶還可以創(chuàng)建控制附件(如恒溫器或光源)的動(dòng)作，將它們組合在一起，然后使用Siri觸發(fā)它們。 HomeKit對象存儲(chǔ)在用戶iOS設(shè)備上的數(shù)據(jù)庫中，該設(shè)備通過iCloud同步到其他iOS設(shè)備。 HomeKit支持遠(yuǎn)程訪問附件，多個(gè)用戶設(shè)備和多個(gè)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(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議帶來的令人興奮的新可能性。