概述

实现万物互联，相应的互联互通协议必不可少。协议是一组能够在网络环境中实现不同机器或设备的有效通信、数据交换的规则，类似于人们之间用来交流的语言，需要通过一些方式，使交流语言统一，从而实现有效交流。

在互联互通方面，物联网的架构也参考了计算机网络经典的五层架构，即物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层，每一层都需要有专门的协议，才能实现物联网应用落地。常用的物联网协议包括：

物理层：

根据计算机网络对于物理层的定义，一台计算机要想访问其他计算机，首先要做是把这台计算机和其他计算机连起来，通过光缆、双绞线、无线电波等方式实现计算机之间的相互连接，这些硬件就构成了网络的物理层。对于物联网来说，USB、串口通信协议等构成了物理层的主要协议。USB（通用串行总线），是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯；串口通信协议一般包括RS-232、RS-422和RS-485等，规定了数据包的内容，包含起始位、主体数据、校验位及停止位，双方需要约定一致的数据包格式才能正常收发数据的有关规范。

数据链路层：

数据链路层协议是我们比较熟悉的各类通信协议，既包括2G/3G/4G/5G/NB-IoT、LoRaWAN、Sigfox等远距离通信协议，也包括WiFi、蓝牙、Zigbee、NFC等近距离通信协议。由于这些协议具有一定的技术门槛，且形成相应的产业生态和技术阵营，这一层的协议目前已成为物联网领域最为热门的领域，也驱动物联网连接数的快速增长。

网络层和传输层：

包括IPv4、IPv6这些互联网协议，以及在此基础上的创新，例如6LowPan，即IPv6 overLR-WPAN（基于IPv6的低速无线个域网标准），在IEEE802 15.4规定了物理层和媒体访问控制层标准基础上，引入IPv6满足不同设备制造商的设备间的互联和互操作性，制定统一的网络层标准。

应用层：

应用层主要包括MQTT协议、CoAP协议等，其中MQTT提供了订阅/发布两种消息模式，更为简约、轻量，易于使用，特别适合于受限环境（带宽低、网络延迟高、网络通信不稳定）的消息分发；CoAP是一种在物联网世界的类Web协议，适用于需要通过标准互联网网络进行远程控制或监控的小型低功率传感器、开关、阀门和类似的组件。

物联网协议呈现出5个特点

• 任何一个协议不能够适配所有场景

  互操作性是一个棘手的问题

• 越来越多技术人员采用专为物联网设计的协议

  其中MQTT和CoAP两种协议将实现引领。这两种协议在各方面都符合物联网网络的要求，它们具有轻量级（尤其是低功耗对于电池供电的设备至关重要）、开销低（消息大小更小）的特点，非常适合传感器网络的应用。

• 软件对于管理物联网连接变得越来越重要

  管理连接的各类新工具，物联网平台、协议转换器和其他中间件等

• 在选择新协议时，易用性和可靠性是最重要的因素

• 对物联网协议选择的决策已经成为多方联合推进的工作