2、物联网设备通信：架构、协议与挑战

物联网设备通信：架构、协议与挑战

1. 物联网基础层级与管理层级

在物联网中，基础层级和管理层级是构建高效通信的重要组成部分。

基础层级主要关注物理链路的建立。由于设备的功耗和电量耗尽情况是决定网络中设备使用寿命的关键因素，因此在建立物理链路时需要考虑范围和功率。像 IEEE 802.15.4、Z - Wave 和 LTE - Advanced 等协议常用于此层级的通信。同时，一些技术如 RFID、NFC 和 UWB 开创了机器对机器（M2M）通信的需求。RFID 通过无线电链路实现通信，能在 10 厘米到 200 米的范围内识别物体，并在 13.56 MHz 的频段进行通信；NFC 协议也在 13.56 MHz 的高频段通信，支持的范围可达 10 厘米。而 WiFi 是最有前景的技术，它为 100 米范围内的物联网基础设施的通信和服务提供了基本支持。

管理层级涉及数据管理，包括监控数据中的异常和错误。要将拉取的数据从发布者发送到订阅者，需要路由逻辑。在物联网生态系统中，采用了各种管理协议来管理发布者和订阅者之间的通信方法，这些管理工作在应用层完成。常见的管理协议有 AMQP、DDS、COAP 和 MQTT。

2. 标准化与协议

标准化是为在特定平台上测试协议而定义的一套通用规则，它是行业、研究中心、公共机构和消费者的共同论坛。定义标准的目标是在设备和平台的性能方面实现服务质量（QoS）的共同目标。由于物联网是由异构设备组成的，这些设备需要一个共同的平台来理解通信。

标准化对于以下方面至关重要：
- 跨应用和服务的互操作性
- 跨系统、语法、语义和领域知识的操作维护
- 维护监管者和开发