什么是物联网？常见 IoT 物联网协议最全讲解( 二 ) 什么是物联网？常见IoT物联网

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在不同的场景下，物联网应用的差异非常大，终端和网络架构的异构性强，这意味着在物联网行业存在足够多的细分市场，这就很难出现一家在市场份额上具有统治力的公司，同时由于市场够大，所以能够让足够多的公司存活。这种情况在互联网行业是不常见的，互联网行业的头部效应非常明显，市场绝大部分份额往往被头部的两三家公司占据。
物联网模式相对于互联网模式来说更“重”一些。物联网的应用总是伴随着前端设备，这也就意味着用户的切换成本相对较高，毕竟拆除设备、重新安装设备比动动手指重新下载一个应用要复杂不少。这也就意味着，资本的推动力在物联网行业中相对更弱。如果你取得了先发优势，那么后来者想光靠资本的力量赶上或者将你挤出市场，那他付出的代价要比在互联网行业中大得多。
所以说，物联网行业目前仍然是一片蓝海，小规模公司在这个行业中也完全有能力和大规模公司同台竞争。在AI和区块链的热度冷却后，物联网很有可能会成为下一个风口。作为程序员，在风口来临之前，提前进行一些知识储备是非常有必要的。
二、常见的物联网协议
2.1　MQTT协议
MQTT协议（Message Queue Telemetry Transport ，消息队列遥测传输协议）是IBM的Andy Stanford-Clark和Arcom的Arlen Nipper于1999年为了一个通过卫星网络连接输油管道的项目开发的。为了满足低电量消耗和低网络带宽的需求， MQTT协议在设计之初就包含了以下几个特点：

实现简单
提供数据传输的QoS
轻量、占用带宽低
可传输任意类型的数据
可保持的会话（Session）

随着多年的发展， MQTT协议的重点不再只是嵌入式系统，而是更广泛的物联网世界。
简单来说， MQTT协议有以下特性：

基于TCP协议的应用层协议
采用C/S架构
使用订阅/发布模式，将消息的发送方和接受方解耦
提供3种消息的QoS（Quality of Service）：至多一次、最少一次、只有一次
收发消息都是异步的，发送方不需要等待接收方应答

MQTT协议的架构由Broker和连接到Broker的多个Client组成，如图2-1所示。

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MQTT协议可以为大量的低功率、工作网络环境不可靠的物联网设备提供通信保障。而它在移动互联网领域也大有作为，很多Android App的推送功能都是基于MQTT协议实现的，一些IM的实现也是基于MQTT协议的。
2.2　MQTT-SN协议
MQTT-SN（MQTT for Sensor Network）协议是MQTT协议的传感器版本。 MQTT协议虽然是轻量的应用层协议，但是MQTT协议是运行于TCP协议栈之上的， TCP协议对于某些计算能力和电量非常有限的设备来说，比如传感器，就不太适用了。
MQTT-SN运行在UDP协议上，同时保留了MQTT协议的大部分信令和特性，如订阅和发布等。 MQTT-SN协议引入了MQTT-SN网关这一角色，网关负责把MQTT-SN协议转换为MQTT协议，并和远端的MQTT Broker进行通信。 MQTT-SN协议支持网关的自动发现。 MQTT-SN协议的通信模型如图2-2所示。

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2.3　CoAP协议
CoAP（Constrained Application Protocol）协议是一种运行在资源比较紧张的设备上的协议。 CoAP协议通常也是运行在UDP协议上的。
CoAP协议设计得非常小巧，最小的数据包只有4个字节。 CoAP协议采用C/S架构，使用类似于HTTP协议的请求-响应的交互模式。设备可以通过类似于coap://192.168.1.150:5683/2ndfloor/temperature的URL来标识一个实体，并使用类似于HTTP的PUT、GET、POST、DELET请求指令来获取或者修改这个实体的状态。
同时， CoAP提供一种观察模式，观察者可以通过OBSERVE指令向CoAP服务器指明观察的实体对象。当实体对象的状态发生变化时，观察者就可以收到实体对象的最新状态，类似于MQTT协议中的订阅功能。 CoAP协议的通信模型如图2-3所示。

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2.4　LwM2M协议
LwM2M（ Lightweight Machine-To-Machine ）协议是由Open Mobile Alliance（OMA）定义的一套适用于物联网的轻量级协议。它使用RESTful接口，提供设备的接入、管理和通信功能，也适用于资源比较紧张的设备。 LwM2M协议的架构如图2-4所示。