[资料分享] IOT常见/不常见的协议总结

基础架构
IPv6：IPv6是一种Internet层协议，用于数据包交换的互联网络，并提供跨多个IP网络的端到端数据报传输。
6LoWPAN：是IPv6在低功耗无线个人区域网络上首字母缩写。它是一个通过IEEE802.15.4链接的IPv6适配层。该协议仅在2.4 GHz频率范围内工作，传输速率为250kbps。
UDP(User Datagram Protocol) ：(用户数据报协议：一个简单的OSI传输层协议，用于基于互联网协议(IP)的客户端/服务器网络应用程序。UDP是TCP的主要替代品，也是现存最古老的网络协议之一，于1980年引入。UDP通常用于专门针对实时性能进行调优的应用程序中。
QUIC(Quick UDP Internet Connections，读作Quick)通过用户数据报协议(User Datagram Protocol, UDP)支持两个端点之间的一组多路复用连接，旨在提供相当于TLS/SSL的安全保护，同时减少连接和传输延迟，并在每个方向估计带宽，以避免拥塞。
Aeron : 高效可靠的UDP单播，UDP多播，IPC消息传输。
uIP 是一个开源的TCP/IP协议栈，可以与8位和16位微控制器一起使用。它最初是由瑞典计算机科学研究所“网络嵌入式系统”小组的Adam Dunkels开发的，并获得了BSD风格许可证，随后由广泛的开发人员开发。
LwIP是瑞士计算机科学院（Swedish Institute of Computer Science）的Adam Dunkels等开发的一套用于嵌入式系统的开放源代码TCP/IP协议栈
DTLS(Datagram Transport Layer)——DTLS协议为数据报协议提供通信隐私。该协议允许客户端/服务器应用程序以一种旨在防止窃听、篡改或伪造消息的方式进行通信。DTLS协议基于传输层安全(TLS)协议，提供了等价的安全保证。
ROLL / RPL(用于低功耗/有损网络的IPv6路由)
NanoIP是nano Internet协议的缩写，它是一个概念，用于将类似Internet的网络服务引入嵌入式和传感器设备，而不需要TCP/IP的开销。NanoIP的设计考虑到了最小的开销、无线网络和本地寻址。
CCN(Content-Centric Networking): 下一代网络架构可解决内容分发可扩展性，移动性和安全性方面的挑战。
时间同步网格协议(TSMP): 一种用于无线设备的自组织网络的通信协议，称为motes。与其他时分复用系统类似，TSMP设备彼此保持同步，并在时隙中进行通信。
标识
mDNS(多播域名系统)：在不包含本地域名服务器的小型网络中将主机名解析为IP地址。
物理Web：物理Web使您能够通过蓝牙低能量(BLE)信标看到周围环境中的对象广播的url列表。
HyperCat：一种开放的、轻量级的、基于json的超媒体目录格式，用于公开uri集合。
UPnP (Universal Plug and Play)：现在由开放连接基金会管理的是一套网络协议，它允许网络设备无缝地发现彼此在网络上的存在，并为数据共享、通信和娱乐建立功能网络服务。
数据协议
MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)：MQTT协议以一种非常轻量级的方式支持发布/订阅消息传递模型。它适用于需要少量代码占用和/或网络带宽昂贵的远程位置的连接。
MQTT-SN (MQTT For Sensor Networks)：一个专门为机器对机器和移动应用程序设计的开放的轻量级发布/订阅协议
Mosquitto: 开源MQTT v3.1代理
CoAP (Constrained Application Protocol): CoAP是一种应用层协议，旨在用于资源受限的Internet设备（例如WSN节点）。CoAP旨在轻松转换为HTTP以简化与Web的集成，同时还满足诸如多播支持等特殊要求， CoRE小组为CoAP提出了以下功能：RESTful协议设计，最大程度地减少了HTTP映射的复杂性，低报头开销和解析复杂性，URI和内容类型支持，对资源发现的支持 已知的CoAP服务。简单的资源预订，以及由此产生的推送通知，简单的基于最大使用期限的缓存。
SMCP —基于C的CoAP堆栈，适用于嵌入式环境。功能包括：支持draft-ietf-core-coap-13，完全异步I/O，同时支持BSD套接字和UIP。
STOMP: 面向简单文本的消息协议
XMPP（Extensible Messaging and Presence Protocol）: 一种用于实时通信的开放技术，可为广泛的应用程序提供支持，包括即时消息，状态，多方聊天，语音和视频通话，协作，轻量级中间件，内容联合以及XML数据的通用路由。
XMPP-IoT: 在与XMPP相同的方式下，创建了人与人之间的通信可互操作。目标是使人与人之间的通信以及机与机之间的通信互操作。
Mihini/M3DA: Mihini代理是一个软件组件，它充当M2M服务器和运行在嵌入式网关上的应用程序之间的中介。M3DA是一种为传输二进制M2M数据而优化的协议。可用在Mihini项目对设备管理的手段,通过宽松的操纵和同步设备的数据模型,对资产管理的手段,通过允许用户应用程序交换输入数据/命令M2M服务器,来回的方式优化带宽的使用
AMQP (Advanced Message Queuing Protocol):面向消息中间件的开放标准应用层协议。AMQP的定义特性是面向消息、排队、路由(包括点对点和发布-订阅)、可靠性和安全性。
DDS (Data-Distribution Service for Real-Time Systems): 第一个开放的国际中间件标准直接解决了实时和嵌入式系统的发布-订阅通信问题
LLAP (lightweight local automation protocol):LLAP是一个简单的短消息，它是用普通文本在智能对象之间发送的，它不像TCP/IP、蓝牙、zigbee、6lowpan、WiFi等低级别“如何”移动数据。这意味着LLAP可以在任何通信媒介上运行。LLAP的三个优点是，它可以运行在任何东西上，现在可以运行在任何东西上，将来也可以运行在任何东西上，而且人类很容易理解它。
LWM2M (Lightweight M2M): 轻量级M2M (LWM2M)是开放移动联盟中的一个系统标准。它包括DTLS、CoAP、Block、Observe、SenML和Resource目录，并将它们与对象结构一起编织成一个设备-服务器接口
SSI (Simple Sensor Interface):一种简单的通信协议，用于计算机或用户终端与智能传感器之间的数据传输
Reactive Streams:异步流处理和JVM上的非阻塞回压的标准
HTTP/2: 通过引入报头字段压缩和允许同一连接上的多个并发交换，可以更有效地使用网络资源和减少延迟感知。
SOAP(简单对象访问协议 (Simple Object Access Protocol)，JSON/XML, WebHooks, Jelastic, MongoDB
WebSocket:作为HTML5的一部分开发——引入了WebSocket JavaScript接口，它定义了一个全双工的单套接字连接，客户端和服务器之间可以通过它发送消息。WebSocket标准简化了很多关于双向web通信和连接管理的复杂性。
通信/传输层

以太网：是一种计算机局域网技术。IEEE组织的IEEE 802.3标准制定了以太网的技术标准，它规定了包括物理层的连线、电子信号和介质访问层协议的内容。以太网是目前应用最普遍的局域网技术，取代了其他局域网技术如令牌环、FDDI和ARCNET。
WirelessHART：技术为整个过程测量、控制和资产管理应用程序提供了健壮的无线协议
DigiMesh：是一种专用的点对点网络拓扑，用于无线端点连接解决方案。
ISA100.11a：是国际自动化学会(ISA)开发的无线网络技术标准。官方描述是“工业自动化的无线系统:过程控制和相关应用”
IEEE 802.15.4：是为低速率无线个人区域网络(lr - wpan)指定物理层和媒体访问控制的标准。它由IEEE 802.15工作组维护。它是ZigBee、ISA100.11a、WirelessHART和MiWi规范的基础，每一个规范都通过开发IEEE 802.15.4中没有定义的上层来进一步扩展标准。或者，它可以与6LoWPAN和标准Internet协议一起使用来构建无线嵌入式Internet。
ANT：是一种专有的无线传感器网络技术,无线通信协议栈,使半导体收音机操作在2.4 GHz的工业,科学和医学的RF频谱分配(“ISM乐队”)通过建立通信标准规则共处,数据表示,信号、身份验证和错误检测。
蓝牙：工作在2.4 GHz的ISM频段，使用跳频。具有高达3mbps的数据速率和100m的最大范围。每个可以使用蓝牙的应用程序类型都有自己的配置文件。
Eddystone ：一个协议规范，为接近信标消息定义了一个蓝牙低能量(BLE)消息格式。
ZigBee协议：使用802.15.4标准，在2.4 GHz频率范围内运行，速率为250kbps。网络中的最大节点数为1024，最大范围为200米。ZigBee可以使用128位AES加密。
EnOcean：是一种能量收集无线技术，其工作频率为欧洲的868 MHz和北美的315 MHz。在建筑物内发射距离可达30米，在室外可达300米。
Wi-Fi（发音：/ˈwaɪfaɪ/），在中文里又称作“行动热点”，是Wi-Fi联盟制造商的商标做为产品的品牌认证，是一个创建于IEEE 802.11标准的无线局域网技术。基于两套系统的密切相关，也常有人把Wi-Fi当做IEEE 802.11标准的同义术语。“Wi-Fi”常被写成“WiFi”或“Wifi”，但是它们并没有被Wi-Fi联盟认可。
WiMax是基于IEEE 802.16标准的，用于无线城域网。对于固定站点和移动设备来说，这一距离是不同的，前者最高可达50公里，而后者可达5至15公里。WiMAx的工作频率在2.5 GHz到5.8 GHz之间，传输速率为40mbps。
**LPWAN（Low-Power Wide-Area Network，低功率广域网络）**也称为LPWA (Low-Power Wide-Area) 或 LPN（Low-Power Network，低功率网络），是一种用在物联网（例如以电池为电源的感测器），可以用低比特率进行长距离通讯的无线网络。低电量需求、低比特率与使用时机可以用来区分LPWAN与无线广域网络，无线广域网络被设计来连接企业或用户，可以传输更多资料但也更耗能。LPWAN每个频道的传输速率介于0.3 kbit/s 到 50 kbit/s之间。
Weightless：是一种被提议的专用开放无线技术标准，用于在基站和它周围的数千台机器之间交换数据(在未占用的电视传输通道中使用波长无线电传输)，具有很高的安全性。
NB-IOT(Narrow-Band IoT)：窄带物联网(窄带物联网)是由3GPP标准组织标准化的一种技术
LTE-MTC (LTE-Machine Type Communication) :基于标准的技术家族支持几个技术类别，如适用于物联网的Cat-1和CatM1。
EC-GSM-IoT (Extended Coverage-GSM-IoT):为现有的LPWA(低功耗广域)物联网应用提供新的蜂窝网络功能。EC-GSM-IoT可以通过部署在非常大的GSM网络上的新软件来激活，从而为物联网设备增加更多的覆盖范围。
LoRaWAN : 用于区域、国家或全球网络中无线电池操作事物的网络协议。
RPMA (随机相位多址):是一种采用直接序列扩频(DSSS)多址技术的通信系统。
蜂窝移动通信技术:GPRS/2G/3G/4G/5G, 特别介绍一下5G。
5G: 第五代移动通信技术（英语：5th generation mobile networks或5th generation wireless systems、5th-Generation，简称5G或5G技术）是最新一代蜂窝移动通信技术，也是继4G（LTE-A、WiMax）、3G（UMTS、LTE）和2G（GSM）系统之后的延伸。5G的性能目标是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接。Release-15中的5G规范的第一阶段是为了适应早期的商业部署。Release-16的第二阶段将于2020年4月完成，作为IMT-2020技术的候选提交给国际电信联盟（ITU） [1]  。ITU IMT-2020规范要求速度高达20 Gbit/s，可以实现宽信道带宽和大容量MIMO。
语义
IOTDB：描述物联网的JSON / Linked Data标准
SensorML：提供了用于描述传感器和测量过程的标准模型和XML编码
Semantic Sensor Net Ontology - W3C语义传感器网络本体-W3C，该本体描述传感器和观测值以及相关概念。它没有描述域的概念，时间，位置等。这些域旨在通过OWL导入而包含在其他本体中
Wolfram Language - Connected Devices:每个设备的符号表示,是一套标准的Wolfram语言函数，如DeviceRead、DeviceExecute、DeviceReadBuffer和DeviceReadTimeSeries，它们执行与设备相关的操作。
RAML (RESTful API建模语言): 简化了从设计到共享的整个API生命周期的管理。它很简洁——您只编写需要定义的内容——并且是可重用的。
SENML(用于传感器标记语言的媒体类型): 一个简单的传感器，例如温度传感器，可以在HTTP或CoAP等协议中使用这种媒体类型来传输传感器的测量值或对其进行配置。
LsDL (Lemonbeat智能设备语言): 面向服务设备的基于xml的设备语言
多层框架
Alljoyn: 一个开源的软件框架，使得设备和应用程序之间的发现和交流变得容易。
IoTivity: 是一个开源项目，由Linux基金会主办，OIC赞助。
IEEE P2413: 物联网架构框架标准
Thread: 以6LoWPAN为基础，基于开放标准和IPv6技术构建。
IPSO Application Framework (PDF)：此设计定义了一组REST接口，智能对象可以使用它们来表示其可用资源，与其他智能对象和后端服务进行交互。该框架旨在补充现有的Web配置文件，包括SEP2和oBIX。
OMA LightweightM2M v1.0：LightweightM2M的背景是开发一个可快速部署的客户机-服务器规范来提供机器到机器的服务。LightweightM2M是一种设备管理协议，但它的设计应能满足应用的需要。LightweightM2M不局限于设备管理，它应该能够传输服务/应用数据。
Weave：物联网设备的通信平台，支持设备设置，电话到设备到云的通信以及来自移动设备和Web的用户交互。
**Telehash-JSON + UDP + DHT **：为应用程序和设备的分散式覆盖网络提供支持的安全有线协议
安全
开放信任协议（OTrP）：一种在受信任的执行环境（TEE）中安装，更新和删除应用程序以及管理安全配置的协议。
X.509：公共密钥基础结构（PKI）的标准，用于管理数字证书和公共密钥加密。传输层安全协议的关键部分，用于保护Web和电子邮件通信。
架构图
来自ARM的架构图：

工业领域图：