导语

物联网的关键技术主要解决三个问题：对象识别、对象连接和对象数据交换。每个方面都有一些技术解决方案。在前一篇文章中，我们介绍了RFID、NFC等物体识别和电子标签技术，以及物联网节点的组网和接入技术。本文主要讲如何处理物联网的数据。

物联网关键技术全集

物联网应用层协议

LoRa、NB-IoT、Zigbee和蓝牙主要解决对象互联和接入网络的问题。从网络协议分层的角度来看，它们都属于数据链路层协议。对于物联网的数据交换，主要依赖于应用层协议。

在移动互联网中，最常用的应用层协议是HTTP协议，也可以用于物联网系统。HTTP协议采用请求-响应通信机制，服务器不能主动向客户端发送消息。如果想实现这种消息推送，需要使用全双工通信机制WebSocket。

然而，对于许多计算和存储资源有限的物联网节点来说，HTTP协议并不适合。除了HTTP协议，还有很多协议更适合物联网应用，比如MQTT、CoAP、AMQP、STOMP等。

各种物联网软件平台最常用的物联网协议

00-1010物联网的很多应用层协议都是基于Publish-Subscribe机制，非常适合物联网系统的应用。MQTT协议、STOMP协议、AMQP协议和DDS协议都属于这种发布-订阅机制。

对于每个传感器节点来说，需要将采集到的数据上传到网络上，相当于发布一条消息，这条消息需要基于某个主题，比如传感器的类型。所有关注该话题的节点都可以通过订阅该话题的新闻实时获取最新数据。

消息的发布和订阅基于某个主题，实现机制一般依赖于消息队列。

消息队列遥测传输(MQTT :消息队列遥测传输)是为大量计算能力有限、工作带宽有限、网络环境不可靠的传感器或控制器设计的协议。

MQTT协议基于TCP协议。

MQTT协议最初是IBM开发的即时通讯协议，是基于TCP协议实现的。MQTT客户端需要通过消息代理发布和订阅消息。

MQTT协议兼容性非常好，几乎支持所有平台，可以连接各种IoT设备。因此，MQTT协议也是物联网应用最广泛的应用层协议。

00-1010 Coap(Constrained Application Protocol，受限应用协议)是6LowPAN协议栈中的应用层协议，基于REST架构风格，支持REST交互。

CoAP协议基于UDP协议

CoAP是基于UDP协议的，其初衷是尽可能轻松地将其转换为HTTP协议。CoAP允许用户在资源受限的物联网设备中使用CoAP协议，就像HTTP协议一样。

00-1010高级消息队列协议(AMQP:高级消息队列协议)是提供统一消息服务的应用级标准高级消息队列协议，专为面向消息的中间件而设计。

AMQP的工作原则

AMQP的工作原理与MQTT类似，也是基于发布-订阅机制。消息代理的交换组件将根据消息的主题将接收到的消息分发到不同的队列，以便订户可以接收到它们。

RabbitMQ是一个基于AMQP协议的消息系统，遵循Mozilla公共许可证开源协议。RabbitMQ在互联网应用中经常被用作消息服务器。

00-1010面向简单(流)文本的消息协议

treaming) Text Orientated Messaging Protocol)，提供了一个可互操作的连接格式，允许STOMP客户端与任意STOMP消息代理（Broker）进行交互。

STOMP协议由于设计简单，易于开发客户端，因此在多种语言和多种平台上得到广泛地应用。当前非常流行的开源消息服务器ActiveMQ、Apollo、RabbitMQ（需要插件）都支持STOMP协议。

ActiveMQ支持TCP、XMPP、STOMP等协议进行消息传输

STOMP基于TCP协议，客户端和服务器之间的通信是通过“帧”（Frame）来实现，每个帧由多“行”（Line）组成。STOMP协议定义了帧结构。

Stomp帧格式

STOMP帧第一行是命令，紧跟着键值对形式的Header内容。然后是一个空行，最后是Body内容。

数据分发服务（DDS：Data Distribution Service for Real-Time Systems），是面向实时系统的数据分布服务，是由OMG组织提出的协议。

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，因此适用于国防军事、工业控制这些高可靠性、可安全性应用领域的原因。不过DDS目前还只限于在有线网络部署，无线网络的可靠性可能满足不了DDS的QoS要求。

上面列出了一些比较常见的物联网应用层协议，但并不全面，还有一些相对更加小众的协议，公开资料也比较少。目前很难说哪种物联网应用层协议会实现垄断局面，还要看各自生态和市场需求的未来发展。

如果希望了解更多关于物联网的信息，请继续关注“微说互联网”的“纵论物联网”系列。