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参考自：《什么是物联网？常见IoT协议最全讲解》
　　　　《IOT（物联网）的七大通信协议》
　　　　《物联网通信协议大汇总！ 》
　　　　《详解物联网通信协议》

文章目录

  • 一、什么是物联网?
    • 1. 物联网也是互联网
    • 2. 物联网的主体是“物”
    • 3. 物联网和人工智能
    • 4. 物联网的现状与前景
  • 二、常见的物联网通信协议
    • 1. 物理层、数据链路层协议
      • 1.1 远距离蜂窝通信
      • 1.2 远距离非蜂窝通信
      • 1.3 近距离通信
      • 1.4 有线通信
    • 2. 网络层、传输协议
    • 3. 应用层协议
    • 4. 部分通信协议比较

一、什么是物联网?

物联网（Internet of Things） 这个概念读者应该不会陌生。物联网的概念最早于1999年被提出来，曾被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业发展的第三次浪潮，到现在已经发展了20余年。

如今，在日常生活中，我们已经可以接触到非常多的物联网产品，例如各种智能家电、智能门锁等，这些都是物联网技术比较成熟的应用。

物联网最早的定义是：把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。 当然，物联网发展到今天，它的定义和范围已经有了扩展与变化，下面是现代物联网具有的特点。

1. 物联网也是互联网

物联网，即物的互联网，属于互联网的一部分。物联网将互联网的基础设施作为信息传递的载体，即现代的物联网产品一定是“物”通过某种方式接入了互联网，而“物”通过互联网上传/下载数据，以及与人进行交互。

举个 通过手机App远程启动汽车的例子，当用户通过App完成启动操作时，指令从已接入互联网的手机发送到云端平台，云端平台找到已接入互联网的车端电脑，然后下发指令，车端电脑执行启动命令，并将执行的结果反馈到云端平台；同时，用户的这次操作被记录在云端，用户可以随时从App上查询远程开锁记录历史。

这就是一个典型的物联网场景，它是属于互联网应用的一种。“物”接入互联网，数据和信息通过互联网交互，同时数据和其他互联网应用一样汇聚到了云端。

2. 物联网的主体是“物”

前面说现代物联网应用是一种互联网应用，但是物联网应用和传统互联网应用又有一个很大的不同，那就是传统互联网生产和消费数据的主体是人，而 现代物联网生产和消费数据的主体是物。

在现代物联网的应用场景下，数据的生产方是“物”，比如智能设备或者传感器，数据的消费者往往也是“物”。

在 智慧农业 的应用中，孵化室中的温度传感器将孵化室中的温度周期性地上传到控制中心。当温度低于一定阈值时，中心按照预设的规则远程打开加温设备。在这一场景中，数据的生产者是温度传感器，数据的消费者是加温设备，二者都是“物”，人并没有直接参与其中。

物联网和传统互联网最大的不同：数据的生产者和消费者主要是物，数据内容也是和“物”息息相关的。

3. 物联网和人工智能

人工智能可谓近年来IT领域最火的词语之一。纵观人工智能的发展路线，我们可以看到，人工智能的发展之所以能够突飞猛进，主要有以下两个原因。

  • 硬件的发展使得深度学习神经网络的学习时间迅速缩短。
  • 在大数据的时代，获取大量数据的成本变低。

事实上，第二个原因尤为重要，神经网络由于其特性，需要海量的数据进行学习，可供学习的有效数据量往往决定了最后训练出的神经网络的效果，甚至算法的重要性都可以排在数据量之后。

而物联网设备，比如智能家电、可穿戴设备等，每天都在产生海量的数据，这些数据经过处理和清洗后，都可以作为不错的训练数据反哺神经网络。 同时，训练出来的神经网络又可以重新应用到物联网设备中，进而形成一个良性循环。


图1-1所示为物联网应用人工智能方法进行数据采集-迭代的循环。通过物联网设备采集并训练数据，在数据中心完成训练后，将模型应用到物联网设备，并评估效果进行下一次迭代。

物联网是人工智能落地的一个非常好的应用场景。随着人工智能的迅速发展，物联网这个同样在很多年前就提出的理论和技术，也会迎来新的春天。

目前，互联网数据入口渐渐朝几大巨头（例如阿里、腾讯）汇聚，规模较小的公司获取数据的代价越来越高，物联网这块还未完全开发的数据领域就显得尤为重要。

前端设备最终会趋于相同，出现同质化竞争，而如何采集和使用好设备产生的海量数据，才是你是否具有竞争优势的决定性因素。

4. 物联网的现状与前景

随着5G时代的来临，物联网的发展将会非常迅速。同时，物联网方向的新增融资也一直处于上升趋势。下面再从应用场景角度来谈一下物联网行业的发展前景。

物联网的应用场景非常广泛，包括：

  • 智慧城市
  • 智慧建筑
  • 车联网
  • 智慧社区
  • 智能家居
  • 智慧医疗
  • 工业物联网

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、常见的物联网通信协议

随着物联网设备数量的持续增加，这些设备之间的通信或连接已成为一个重要的思考课题。通信对物联网来说十分常用且关键，无论是近距离无线传输技术还是移动通信技术，都影响着物联网的发展。而在通信中，通信协议 尤其重要，是双方实体完成通信或服务所必须遵循的规则和

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