1  “通信”与“通讯”傻傻分得清

传统意义上的“通讯”主要指电话、电报、电传。通讯的“讯”指消息（Message）,媒体讯息通过通讯网络从一端传递到另外一端。媒体讯息的内容主要是话音、文字、图片和视频图像。其网络的构成主要由电子设备系统和无线电系统构成，传输和处理的信号是模拟的。所以，“通讯”一词应特指采用电报、电话、网络等媒体传输系统实现上述媒体信息传输的过程。“通讯”重在内容形式，因此通讯协议主要集中在ISO七层协议中的应用层。

“通信”仅指数据通信，即通过 计算机网络系统 和数据通信系统实现数据的端到端传输。通信的“信”指的是信息（Information）,信息的载体是二进制的数据，数据则是可以用来表达 传统媒体 形式的信息，如声音、图像、动画等。“通信”重在传输手段或使用方式，从这个角度，“通信”的概念包括了信息“传输”。因此通信协议主要集中在ISO七层协议中的物理层、数据链路层、网络层和传输层。

在物联网应用中，通信技术包括Wi-Fi、RFID、NFC、ZigBee、Bluetooth、LoRa、NB-IoT、GSM、GPRS、3/4/5G网络、Ethernet、RS232、RS485、USB等。

相关的通信协议（协议栈、技术标准）包括Wi-Fi（IEEE 802.11b）、RFID、NFC、ZigBee、Bluetooth、LoRa、NB-IoT、CDMA/TDMA、TCP/IP、WCDMA、TD-SCDMA、TD-LTE、FDD-LTE、TCP/IP、HTTP等。注：3GPP将5G技术标准制定分为两个阶段，原计划中第一阶段的标准将在2018年底作为R15的一部分公布，将仅针对NR。第二阶段的标准将在2019年底作为R16的一部分，包括整个5G架构（包括核心网络）。

物联网技术框架体系中所使用到的通讯协议主要有：AMQP、JMS、REST、HTTP/HTTPS、COAP、DDS 、MQTT等。

2 通讯协议

2.1  HTTP/HTTPS

一、HTTP

HTTP是一个属于应用层的面向对象的协议，由于其简捷、快速的方式，适用于分布式超媒体信息系统。它于1990年提出，经过几年的使用与发展，得到不断地完善和扩展。目前在WWW中使用的是HTTP/1.0的第六版，HTTP/1.1的规范化工作正在进行之中，而且HTTP-NG(Next Generation of HTTP)的建议已经提出。

HTTP协议的主要特点可概括如下：

（1）支持客户/服务器模式。

（2）简单快速。客户向服务器请求服务时，只需传送请求方法和路径。请求方法常用的有GET、HEAD、POST。每种方法规定了客户与服务器联系的类型不同。由于HTTP协议简单，使得HTTP服务器的程序规模小，因而通信速度很快。

（3）灵活。HTTP允许传输任意类型的数据对象。正在传输的类型由Content-Type加以标记。

（4）无连接。无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求。服务器处理完客户的请求，并收到客户的应答后，即断开连接。采用这种方式可以节省传输时间。

（5）无状态。HTTP协议是无状态协议。无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力。缺少状态意味着如果后续处理需要前面的信息，则它必须重传，这样可能导致每次连接传送的数据量增大。另一方面，在服务器不需要先前信息时它的应答就较快。

二、HTTPS

HTTPS（Hypertext TransferProtocol over Secure Socket Layer，基于SSL的HTTP协议）使用了HTTP协议，但HTTPS使用不同于HTTP协议的默认端口及一个加密、身份验证层（HTTP与TCP之间）。这个协议的最初研发由网景公司进行，提供了身份验证与加密通信方法，现在它被广泛用于互联网上安全敏感的通信。

客户端在使用HTTPS方式与Web服务器通信时有以下几个步骤，如图所示。

（1）客户使用https的URL访问Web服务器，要求与Web服务器建立SSL连接。

（2）Web服务器收到客户端请求后，会将网站的证书信息（证书中包含公钥）传送一份给客户端。

（3）客户端的浏览器与Web服务器开始协商SSL连接的安全等级，也就是信息加密的等级。

（4）客户端的浏览器根据双方同意的安全等级，建立会话密钥，然后利用网站的公钥将会话密钥加密，并传送给网站。

（5）Web服务器利用自己的私钥解密出会话密钥。

（6）Web服务器利用会话密钥加密与客户端之间的通信。

2.2  WebService/REST

首先说明下，WebService和REST都不是一种协议，他们是基于HTTP/HTTPS的一种技术方式或风格，之所以放在这里，是因为在物联网应用服务对外接口方式常采用WebService和RESTful API。

一、WebService

WebService是一种跨编程语言和跨 操作系统 平台的远程调用技术。

XML+XSD,SOAP和WSDL就是构成WebService平台的三大技术。

（1）XML+XSD

WebService采用HTTP协议传输数据，采用XML格式封装数据（即XML中说明调用远程服务对象的哪个方法，传递的参数是什么，以及服务对象的返回结果是什么）。XML是WebService平台中表示数据的格式。除了易于建立和易于分析外，XML主要的优点在于它既是平台无关的，又是厂商无关的。无关性是比技术优越性更重要的：软件厂商是不会选择一个由竞争对手所发明的技术的。

XML解决了数据表示的问题，但它没有定义一套标准的数据类型，更没有说怎么去扩展这套数据类型。例如，整形数到底代表什么？16位，32位，64位？这些细节对实现互操作性很重要。XML Schema(XSD)就是专门解决这个问题的一套标准。它定义了一套标准的数据类型，并给出了一种语言来扩展这套数据类型。WebService平台就是用XSD来作为其数据类型系统的。当你用某种语言(如VB .NET 或C#)来构造一个Web service时，为了符合WebService标准，所有你使用的数据类型都必须被转换为XSD类型。你用的工具可能已经自动帮你完成了这个转换，但你很可能会根据你的需要修改一下转换过程。

（2）SOAP

WebService通过HTTP协议发送请求和接收结果时，发送的请求内容和结果内容都采用XML格式封装，并增加了一些特定的HTTP消息头，以说明HTTP消息的内容格式，这些特定的HTTP消息头和XML内容格式就是SOAP协议。SOAP提供了标准的RPC方法来调用Web Service。

SOAP协议 = HTTP协议 + XML数据格式

SOAP协议定义了SOAP消息的格式，SOAP协议是基于HTTP协议的，SOAP也是基于XML和XSD的，XML是SOAP的数据编码方式。打个比喻：HTTP就是普通公路，XML就是中间的绿色隔离带和两边的防护栏，SOAP就是普通公路经过加隔离带和防护栏改造过的高速公路。

（3）WSDL

好比我们去商店买东西，首先要知道商店里有什么东西可买，然后再来购买，商家的做法就是张贴广告海报。 WebService也一样，WebService客户端要调用一个WebService服务，首先要有知道这个服务的地址在哪，以及这个服务里有什么方法可以调用，所以，WebService务器端首先要通过一个WSDL文件来说明自己家里有啥服务可以对外调用，服务是什么（服务中有哪些方法，方法接受的参数是什么，返回值是什么），服务的网络地址用哪个url地址表示，服务通过什么方式来调用。

WSDL(Web Services Description Language)就是这样一个基于XML的语言，用于描述Web Service及其函数、参数和返回值。它是WebService客户端和服务器端都能理解的标准格式。因为是基于XML的，所以WSDL既是机器可阅读的，又是人可阅读的，这将是一个很大的好处。一些最新的开发工具既能根据你的Web service生成WSDL文档，又能导入WSDL文档，生成调用相应WebService的代理类代码。

WSDL文件保存在Web服务器上，通过一个url地址就可以访问到它。客户端要调用一个WebService服务之前，要知道该服务的WSDL文件的地址。WebService服务提供商可以通过两种方式来暴露它的WSDL文件地址：1.注册到UDDI服务器，以便被人查找；2.直接告诉给客户端调用者。

二、REST

REST (Representational State Transfer)，表征状态转换，是基于HTTP 协议开发的一种通信风格，目前还不是标准。

适用范围：REST/HTTP 主要为了简化互联网中的系统架构，快速实现客户端和服务器之间交互的松耦合，降低了客户端和服务器之间的交互延迟。因此适合在物联网的应用层面，通过REST 开放物联网中资源，实现服务被其他应用所调用。它有以下特点：

（1）REST 指的是一组架构约束条件和原则。满足这些约束条件和原则的应用程序或设计就是RESTful；

（2）客户端和服务器之间的交互在请求之间是无状态的；

（3）在服务器端，应用程序状态和功能可以分为各种资源，它向客户端公开。资源的例子有：应用程序对象、数据库记录、算法等等。每个资源都使用URI (Universal Resource Identifier) 得到一个惟一的地址。所有资源都共享统一的界面，以便在客户端和服务器之间传输状态；

（4）使用的是标准的HTTP方法，比如GET、PUT、POST 和DELETE。

REST是互联网中服务调用API 封装风格，物联网中数据采集到物联网应用系统中，在物联网应用系统中，可以通过开放RESTAPI的方式，把数据服务开放出去，被互联网中其他应用所调用。

2.3  CoAP 协议

CoAP (Constrained Application Protocol)，受限应用协议，应用于无线传感网中协议。

适用范围：CoAP 是简化了HTTP 协议的RESTfulAPI，CoAP 是6LowPAN 协议栈中的应用层协议，它适用于在资源受限的通信的IP 网络。它有以下特点：

（1）报头压缩。CoAP 包含一个紧凑的二进制报头和扩展报头。它只有短短的4B 的基本报头，基本报头后面跟扩展选项。一个典型的请求报头为10～20B。

（2）方法和URIs。为了实现客户端访问服务器上的资源，CoAP 支持GET、PUT、POST 和DELETE 等方法。CoAP 还支持URIs，这是Web 架构的主要特点。

（3）传输层使用UDP 协议。CoAP 协议是建立在UDP 协议之上，以减少开销和支持组播功能。它也支持一个简单的停止和等待的可靠性传输机制。

（4）支持异步通信。HTTP 对M2M(Machine-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。

（5）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。

（6）支持缓存。CoAP 协议支持资源描述的缓存以优化其性能。

CoAP协议主要实现：

（1）libcoap(C 语言实现)

（2）Californium(java 语言实现)

另外，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。

2.4  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。

它具有以下特点：

（1）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；

（2）使用TCP/IP 提供网络连接；

（3）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；

（4）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：

（1）已经有PHP，JAVA，Python，C，C#等多个语言版本的协议框架；

（2）IBM Bluemix 的一个重要部分是其IoTFoundation 服务，这是一项基于云的MQTT实例；

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

另外，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。

2.5  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。

它具有以下特点：

（1）以数据为中心；

（2）使用无代理的发布/订阅消息模式，点对点、点对多、多对多；

（3）提供多大21 种QoS服务质量策略。

协议主要实现：

（1）OpenDDS 是一个开源的C++ 实现；

（2）OpenSplice DDS；

另外，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。

2.6  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。

它有以下特点：

（1）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；

（2）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：

（1）Erlang 中的实现有RabbitMQ

（2）AMQP 的开源实现，用C 语言编写OpenAMQ

（3）Apache Qpid

（4）stormMQ

2.7  XMPP 协议(即时通信)

XMPP(Extensible Messaging and Presence Protocol)可扩展通讯和表示协议，XMPP的前身是Jabber，一个开源形式组织产生的网络即时通信协议。XMPP目前被IETF 国际标准组织完成了标准化工作。

适用范围：即时通信的应用程序，还能用在网络管理、内容供稿、协同工具、档案共享、游戏、远端系统监控等。

它有以下特点：

（1）客户机/服务器通信模式；

（2）分布式网络；

（3）简单的客户端，将大多数工作放在服务器端进行；

（4）标准通用标记语言的子集XML的数据格式。

另外，XMPP 是基于XML 的协议，由于其开放性和易用性，在互联网及时通讯应用中运用广泛。相对HTTP，XMPP 在通讯的业务流程上是更适合物联网系统的，开发者不用花太多心思去解决设备通讯时的业务通讯流程，相对开发成本会更低。但是HTTP 协议中的安全性以及计算资源消耗的硬伤并没有得到本质的解决。

2.8  JMS (JavaMessage Service)

JMS (Java Message Service)，JAVA 消息服务，这是JAVA 平台中著名的消息队列协议。

Java 消息服务(Java Message Service)应用程序接口，是一个Java 平台中关于面向消息中间件(MOM)的API，用于在两个应用程序之间，或分布式系统中发送消息，进行异步通信。Java 消息服务是一个与具体平台无关的API，绝大多数MOM 提供商都对JMS 提供支持。

JMS 是一种与厂商无关的API，用来访问消息收发系统消息，它类似于JDBC(Java DatabaseConnectivity)。这里，JDBC 是可以用来访问许多不同关系数据库的API，而JMS则提供同样与厂商无关的访问方法，以访问消息收发服务。许多厂商都支持JMS，包括IBM的MQSeries、BEA 的Weblogic JMS service 和Progress 的SonicMQ。JMS能够通过消息收发服务(有时称为消息中介程序或路由器)从一个JMS 客户机向另一个JMS 客户机发送消息。消息是JMS 中的一种类型对象，由两部分组成：报头和消息主体。报头由路由信息以及有关该消息的元数据组成。消息主体则携带着应用程序的数据或有效负载。根据有效负载的类型来划分，可以将消息分为几种类型，它们分别携带：简单文本(TextMessage)、可序列化的对象(ObjectMessage)、属性集合(MapMessage)、字节流(BytesMessage)、原始值流(StreamMessage)，还有无有效负载的消息(Message)。

2.9 通讯协议比较

相关的 通信协议 （协议栈、技术标准）包括Wi-Fi（IEEE 802.11b）、RFID、NFC、ZigBee、Bluetooth、LoRa、NB-IoT、CDMA/TDMA、TCP/IP、WCDMA、TD-SCDMA、TD-LTE、FDD-LTE、TCP/IP、HTTP等。Wi-Fi、RFID、NFC、ZigBee、Bluetooth、LoRa、NB-IoT、GSM、GPRS、3/4/5G网络、Ethernet、RS232、RS485、USB。2、蓝牙、WiFi、ZigBee协议比较。 微信公众号“智物客”和您免费分享物联网、智慧城市相关技术和项目解决方案。本文从物联网体系各层协议入手，重点分析了物联网体系常用的 通讯协议 ，在下半部分，笔者将分享物联网体系的 通信协议 。 PC主机为了能下达命令，或是传输数据给外围设各，基本上，就必须有一套标准的USB 通信协议 来实现这个目的。如图所示，为PC主机与设备执行 通信协议 的整体结构。这个结构相当重要。图中显示了一个 通信协议 所需包含的各个传输、数据交易、封包与各类型字段等。当主机的设各驱动程序想要与外围设备通信连接时，它即会起始一个传输。这个传输的动作用来处理与执行相关的通信要求。而一个传输的过程可能很短，仅传输几个字节，或是用来传输一个文件，甚至是一个庞大的影像／语音的串流数据。 　　图 PC主机与设备之间所执行 通信协议 的相关结构示意囡 　　基本上，PC主机若要与外围设备开始进行通信传输时，Windows应用程序 一、 通信协议 是什么？ 1、网络 通信协议 ，是一种网络通信语言，为了连接不同操作系统和硬件体系结构提供通信支持。目的是实现通讯双方（发送方和接收方）能正确无障碍的理解要通信的内容。好比一个广东人和一个山西人打招呼，同样说你好，用方言说的话双方都不懂，那么这时候大家就约定都是用普通话，那么广东人说话山西人懂，山西人说话广东人也能懂，这么就可以愉快的聊天了。同理，计算机之间也需要有一定的约定才能实现正确的发送和接收信息。 2、网络 通信协议 三要素，语义（表达的意思），语法（表达的形式，接收，格式），时序（事件发生 1.什么是TCP/IP协议？ TCP/IP传输协议，即传输控制/网络协议，也叫作网络 通讯协议 。它是在网络的使用中的最基本的 通信协议 。TCP/IP传输协议对互联网中各部分进行通信的标准和方法进行了规定。并且，TCP/IP传输协议是保证网络数据信息及时、完整传输的两个重要的协议。 2.TCP/IP协议的组成 TCP/IP协议... 物联网 通信协议 全解析 物联网 通信协议 可分为两大类，一类是接入协议，一类是 通讯协议 。接入协议一般负责子网内设备间的组网及通信； 通讯协议 主要是运行在传统互联网TCP/IP协议之上的设备 通讯协议 ，负责设备通过互联网进行数据交换及通信。 随着物联网设备数量的持续增加，这些设备之间的通信或连接已成为一个重要的思考课题。通信对物联网来说十分常用且关键，无论是近距离无线传输技术还是移动通信技术，都影响着物联网的发展。而在通信中， 通信协议 尤其重要，是双方实体完成通信或服务所必须遵循的规则和约定。 本文介绍了几个可用的 TPC/IP协议是传输层协议   主要解决数据如何在网络中传输，而HTTP是应用层协议，主要解决如何包装数据。关于TCP/IP和HTTP协议的关系，网络有一段比较容易理解的介绍：“我们在传输数据时，可以只使用（传输层）TCP/IP协议，但是那样的话，如果没有应用层，便无法识别数据内容，如果想要使传输的数据有意义，则必须使用到应用层协议，应用层协议有很多，比如HTTP、FTP、TELNET等，也可以自己定义应用层协议。WEB使用HTTP协议作应用层协议，以封装HTTP 文本信息，然后使用TCP/IP做传输层协 1．通讯和通信 目前，这两个词的使用频率相当高，但词义范围如何界定，并未明确统一。 1.1 、传统意义上的通讯”主要指电话、电报、电传。通讯的讯”指消息（message）,媒体讯息通过通讯网络从一端传递到另外一端。媒体讯息的内容主要是话音、文字、图片和视频图像。其网络的构成主要由电子设备系统和无线电系统构成，传输和处理的信号是模拟的。所以，通讯”一词应特指采用电报 [导读] AIOT如火如荼的当下，今天自网络整理分享一下IOT 常见 /不 常见 的协议，以及简要介绍。协议介绍 物联网涵盖了广泛的行业和用例，从单个受约束的设备到大规模的跨平台部署的嵌入式技术和实时连接的云系统，应有尽有。协议纷繁复杂，如用OSI模型进行对应，比较困难。本文按其作用大体分成几大类：基础架构(例如：6LowPAN，IPv4 / IPv6，RPL)标识(例如：EPC，uCode，I... Modbus 通信协议 由Modicon公司（现已经为施耐德公司并购，成为其旗下的子品牌）于1979年发明的，是全球最早用于工业现场的总线规约。由于其免费公开发行，使用该协议的厂家无需缴纳任何费用，Modbus 通信协议 采用的是主从通信模式（即Master/Sla... <br />Http <br /> <br />Soap：简单对象访问协议（SOAP）是一种轻量的、简单的、基于 XML 的协议，它被设计成在 WEB 上交换结构化的和固化的信息。 SOAP 可以和现存的许多因特网协议和格式结合使用，包括超文本传输协议（ HTTP），简单邮件传输协议（SMTP），多用途网际邮件扩充协议（MIME）。它还支持从消息系统到远程过程调用（RPC）等大量的应用程序。 SOAP 消息基本上是从发送端到接收端的单向传输，但它们常常结合起来执行类似于请求 / 应答的模式。所有的 SOAP