物联网通信协议的详解及选择建议

e-to-Machine）通信不适用，这是由于事务总是由客户端发起。而CoAP协议支持异步通信，这对M2M通信应用来说是常见的休眠／唤醒机制。

　　支持资源发现：为了自主的发现和使用资源，它支持内置的资源发现格式，用于发现设备上的资源列表，或者用于设备向服务目录公告自己的资源。它支持RFC5785中的格式，在CoRE中用／．well—known／core的路径表示资源描述。

　　支持缓存：CoAP协议支持资源描述的缓存以优化其性能。

　　协议主要实现：

　　· libcoap（C语言实现）

　　· Californium（java语言实现）

　　点评：CoAP和6LowPan，这分别是应用层协议和网络适配层协议，其目标是解决设备直接连接到IP网络，也就是IP技术应用到设备之间、互联网与设备之间的通信需求。因为IPV6技术带来巨大寻址空间，不光解决了未来巨量设备和资源的标识问题，互联网上应用可以直接访问支持IPV6的设备，而不需要额外的网关。

　　MQTT协议（低带宽）

　　MQTT （Message Queuing Telemetry Transport ），消息队列遥测传输，由IBM开发的即时通讯协议，相比来说比较适合物联网场景的通讯协议。MQTT协议采用发布/订阅模式，所有的物联网终端都通过TCP连接到云端，云端通过主题的方式管理各个设备关注的通讯内容，负责将设备与设备之间消息的转发。

　　MQTT在协议设计时就考虑到不同设备的计算性能的差异，所以所有的协议都是采用二进制格式编解码，并且编解码格式都非常易于开发和实现。最小的数据包只有2个字节，对于低功耗低速网络也有很好的适应性。有非常完善的QOS机制，根据业务场景可以选择最多一次、至少一次、刚好一次三种消息送达模式。运行在TCP协议之上，同时支持TLS（TCP+SSL）协议，并且由于所有数据通信都经过云端，安全性得到了较好地保障。

　　适用范围：在低带宽、不可靠的网络下提供基于云平台的远程设备的数据传输和监控。

　　特点：

　　· 使用基于代理的发布/订阅消息模式，提供一对多的消息发布

　　· 使用 TCP/IP 提供网络连接

　　· 小型传输，开销很小（固定长度的头部是 2 字节），协议交换最小化，以降低网络流量

　　· 支持QoS，有三种消息发布服务质量："至多一次"， "至少一次"， "只有一次"

　　协议主要实现和应用：

　　· 已经有PHP，JAVA，Python，C，C#等多个语言版本的协议框架

　　· IBM Bluemix 的一个重要部分是其 IoT Foundation 服务，这是一项基于云的 MQTT 实例

　　· 移动应用程序也早就开始使用MQTT，如 Facebook Messenger 和com等

　　点评：MQTT协议一般适用于设备数据采集到端（Device-》Server，Device-》Gateway），集中星型网络架构（hub-and-spoke），不适用设备与设备之间通信，设备控制能力弱，另外实时性较差，一般都在秒级。

　　DDS协议（高可靠性、实时）

　　DDS（Data Distribution Service for Real-Time Systems），面向实时系统的数据分布服务，这是大名鼎鼎的OMG组织提出的协议，其权威性应该能证明该协议的未来应用前景。

　　适用范围：分布式高可靠性、实时传输设备数据通信。目前DDS已经广泛应用于国防、民航、工业控制等领域。

　　特点：

　　· 以数据为中心

　　· 使用无代理的发布/订阅消息模式，点对点、点对多、多对多

　　· 提供多大21种QoS服务质量策略

　　协议主要实现：

　　· OpenDDS 是一个开源的 C++ 实现

　　· OpenSplice DDS

　　点评：DDS很好地支持设备之间的数据分发和设备控制，设备和云端的数据传输，同时DDS的数据分发的实时效率非常高，能做到秒级内同时分发百万条消息到众多设备。DDS在服务质量（QoS）上提供非常多的保障途径，这也是它适用于国防军事、工业控制这些高可靠性、可安全性应用领域的原因。但这些应用都工作在有线网络下，在无线网络，特别是资源受限的情况下，没有见到过实施案例。

　　AMQP协议（互操作性）

　　· AMQP（Advanced Message Queuing Protocol），先进消息队列协议，这是OASIS组织提出的，该组织曾提出OSLC（Open Source Lifecyle）标准，用于业务系统例如PLM，ERP，MES等进行数据交换。

　　适用范围：最早应用于金融系统之间的交易消息传递，在物联网应用中，主要适用于移动手持设备与后台数据中心的通信和分析。

　　特点：

　　· Wire级的协议，它描述了在网络上传输的数据的格式，以字节为流

　　· 面向消息、队列、路由（包括点对点和发布/订阅）、可靠性、安全

　　协议实现：

· Erlang中的