了解最常見的物聯網通訊協議

您經常會看到裝置透過 Wi-Fi、藍牙、Zigbee、LoRa 和蜂窩網路相互通訊。這些物聯網通訊協定有助於設備快速安全地連接和共享資料。許多智慧型系統使用 MQTT、CoAP、HTTP 和 MQTT-SN 發送訊息。這些協定為您提供了傳送訊息、保障資料安全並協助所有裝置協同工作的標準化方式。您可以在下表中查看它們的主要功能：

協議	簡介	主要功能
MQTT	輕量級、低頻寬網路的發布-訂閱	以最小頻寬實現可靠的訊息傳遞
HTTP	常用於網路資料傳輸	設備和伺服器通信
行動計劃	適用於低功耗、受限設備	互動式低耗電網路通訊
DDS	以資料為中心的連接的中間件	即時、可擴展的資料交換
WebSocket的	單 TCP 全雙工	即時設備-伺服器交互
空氣質量計劃	訊息傳遞的開放標準	可靠、強大的消息傳遞
XMPP	即時通訊和數據交換	即時回饋與互動
OPC UA	工業機器對機器通信	安全、可靠的工業資料交換

您需要了解這些協定的工作原理，才能充分利用物聯網，並利用數據做出明智的選擇。像 Arshon Technology 這樣的公司透過改進協議整合和安全性，在業界處於領先地位。

物聯網通訊協定

常見的物聯網通訊協議

許多設備使用不同的協定來共享數據這些協定可幫助感測器、機器和電腦在智慧型系統中連接。了解這些協定有助於您選擇設備通訊的最佳方式。

下表顯示了流行的物聯網通訊協定的主要特性和技術細節：

協議	特徵：	技術規格
MQTT	在低頻寬和資源有限的地方也能很好地工作	使用 TCP/IP，需要設定連接
行動計劃	適用於小型設備和簡單網絡	使用 UDP，報頭較小，無需連接
空氣質量計劃	處理佇列中的消息以進行非同步通信	靈活適用於物聯網，支援訊息隊列
XMPP	使用 XML，開始用於即時通訊	開銷較高，不適用於記憶體有限的設備
WebSocket的	允許即時雙向通信	建立連接，建立後開銷較低
DDS	支援即時、點對點通信	使用發布/訂閱，對於分散式系統來說很高效
OPC UA	處理複雜的資料模型和類型	先進，適合工業應用

每種協議都有各自的特點。 MQTT 和 CoAP 適合簡單快速的通訊。 AMQP 和 DDS 即使在網路不完全的情況下也能發送訊息。 OPC UA 對工廠來說非常強大，因為它可以處理多種類型的資料。

提示：為了幫助您的設備協同工作，選擇正確的協議MQTT 和 CoAP 更適合小型感測器。 OPC UA 更適合工廠中的大型機器。

這些協定可協助設備安全可靠地共享資料。 AMQP 使用訊息路由並支援 TLS 加密。 MQTT 基於 TCP/IP 協議，在網路不穩定時非常有用。 DDS 允許設備直接共享數據，從而提高速度。 OPC UA 支援工廠內安全可靠的資料交換。

使用這些協定有助於避免諸如訊息遺失或資料不安全等問題。它還能確保您的系統遵循物聯網標準，這對於安全和協同工作至關重要。

協定層

了解物聯網中協定層的工作原理至關重要。每一層都有其各自的功能，它們共同幫助設備收集、發送和使用資料。

下表顯示了物聯網通訊中的主要協定層：

層	功能
感測層	從感測器和執行器收集數據
網絡層	使用 WiFi、藍牙和蜂窩網路等網路協定連接設備
數據處理層	分析和管理來自物聯網設備的數據
應用層	讓您透過應用程式和儀表板控制設備並查看數據

感知層負責收集資訊。網路層負責在設備之間傳輸資料。資料處理層負責理解資料。應用層則負責控制設備並查看結果。

您可以將這幾個層與 OSI 模型和 TCP/IP 協定棧進行比較。 OSI 模型有七層，而 TCP/IP 協定棧有四層。這兩種模型都有助於組織通訊任務。 TCP/IP 協定堆疊對於實際的物聯網系統更有用。

物聯網中的應用層協定與 OSI 模型的頂層相符。
網路層協定處理連線和移動資料。
感知層是物聯網特有的，用來收集資料。

了解這些層如何協同工作，有助於您設計更出色的物聯網系統。您可以確保設備使用正確的協議並遵循標準。這有助於建立安全、可靠且易於管理的系統。

應用程序和用例

預測性維護

如今，預測性維護已應用於許多產業。它有助於防止機器在毫無預警的情況下發生故障，從而保持機器的良好運作。物聯網通訊協定幫助即時收集感測器數據。這些協議發送有關機器健康狀況、溫度、振動以及機器使用頻率的資訊。預測性維護技術會查看這些數據。它可以幫助您了解機器何時可能發生故障。

預測性維護市場正在快速成長。企業希望節省成本並減少停機時間。您可以在工廠、農場和自動販賣機中找到預測性維護。這些系統會監控設備並在出現問題之前發出警告。

下表顯示了哪些物聯網協定最適合預測性維護：

協議	優點	使用案例
廣域網	遠距離、低功耗，適合小型資料包	遠端監控、管道和儲罐液位監控
窄帶物聯網	基於蜂窩網絡，室內效果良好	智慧公用事業計量、冷鏈監控
DigiMesh	網狀網絡，可在不同地點工作	工廠自動化、採礦和隧道施工

BMW使用物聯網感測器監控機器人並預測問題。西門子將人工智慧和預測性維護應用於風力渦輪機，這有助於在設備損壞前進行維修。農民使用預測性維護來保持機器正常運作並種植更多作物。市場上也為咖啡機、乳牛場和其他領域提供了解決方案。

提示：預測性維護可協助您規劃維修。它不僅能節省成本，還能保障您的業務正常運作。

工業自動化

物聯網通訊協定協助工業自動化。這些協定連接機器、感測器和控制系統。您可以取得工廠各環節的即時數據。這些數據可以幫助您快速做出決策，提高工作效率。

工業協議讓您能夠使用先進的自動化系統。您可以監控機器、控制生產線並檢查設備運作。這些系統也有助於預測性維護。您可以在生產停止前解決問題。

下表顯示了在工業自動化中使用物聯網協定的優點和困難：

優勢	面臨的挑戰
更好的即時監控	資料安全隱患
更高效率	難以與舊系統連接
預測性維護	啟動成本高
透過分析做出更好的選擇	需要管理大量數據

您可以在工廠、礦場和農場看到工業自動化。物聯網協定幫助將舊機器連接到新系統。您可以獲得預測性維護，確保一切正常運作。

即時訊息傳遞

即時訊息傳遞有助於您的物聯網系統快速回應。 MQTT 和 Kafka 等協定可以快速發送訊息。您可以從感測器和裝置取得即時數據。這有助於您快速採取行動。

MQTT 採用發布/訂閱模式。設備向代理發送訊息。您可以立即獲得更新。該協議提供三級服務品質。您可以確保訊息安全到達。即時訊息傳遞協定在客戶端和伺服器之間保持穩定的連線。您可以獲得快速的雙向通訊。這對於智慧城市和醫療保健至關重要。

即時訊息傳遞協定有助於順利地發送訊息。
您可以快速處理大量小訊息。
發布/訂閱模型讓您可以快速分享訊息。

注意：即時訊息可以幫助您監視系統、應對緊急情況並保持一切連線。

物聯網協定的安全性

威脅

物聯網通訊協定存在許多安全問題。駭客喜歡攻擊這些系統。許多設備在沒有任何保護的情況下發送資料。這使得駭客很容易竊取資訊。針對物聯網的網路攻擊在一年內增加了400%。現在，工廠每週都會遭受約6,000次針對其設備的攻擊。幾乎所有物聯網設備流量（98%）都沒有受到保護，因此您的資料可能會被盜。

一些常見問題包括：

不良的資產管理會使設備容易受到攻擊。
沒有監控意味著您可能會錯過奇怪的活動。
發送沒有保護的資料可能會被駭客竊聽。
物聯網殭屍網路利用您的裝置發動大規模攻擊。
當舊設備加入新網路時，就會發生 DNS 威脅。
惡意節點注入可讓假設備竊取或變更資料。
勒索軟體會鎖定您的裝置或竊取您的資料。
物理篡改可以讓某人將惡意軟體植入您的裝置。
韌體漏洞利用了設備軟體中的弱點。

注意：如果設備和伺服器在沒有保護的情況下進行通信，駭客就可以監聽、更改訊息或添加惡意程式碼。

措施

你可以保留你的物聯網通訊協定強大的安全措施，確保安全。使用端對端加密，從頭到尾保護您的資料。選擇 AES 或 RSA 等強加密技術。

檢查誰在使用您的系統非常重要。多重身分驗證 (MFA) 需要多種方式來證明您的身分。數位證書可以證明設備和使用者的真實性。基於角色的存取控制 (RBAC) 允許每個使用者或裝置僅執行特定操作。這降低了內部人員製造麻煩的可能性。

下表顯示了安全措施如何提供協助：

保安措施	效用
設備認證	阻止假冒裝置加入您的網路。
數據加密	在移動過程中保證資料秘密。
韌體更新和補丁	修復弱點並確保設備安全。
基於角色的訪問控制（RBAC）	限制使用者和設備可以做的事情，降低風險。
事件響應計劃	如果發生不好的事情，可以幫助您迅速採取行動。

提示：請務必更新您的裝置並使用強密碼以確保您的物聯網系統安全。

網路標準

互通性

你想要你的 物聯網設備 即使來自不同品牌，也能協同工作。互通性意味著設備和系統可以共享數據並相互理解。這對於智慧家庭、城市和工廠至關重要。

麥肯錫的一項研究表明，你可以從中獲得高達 40% 的價值 物聯網 當設備良好地協同工作時。但您可能會面臨許多問題：

多種通訊標準：設備使用 Wi-Fi、Zigbee、藍牙等技術。這使得連接所有設備變得很困難。
缺乏共同標準：沒有所有設備都遵循的規則。有些設備無法相互通訊。
專有生態系統：有些品牌會推出封閉式系統。這會將你鎖定在一家公司。
安全和隱私衝突：不同的安全設定可能會造成薄弱環節。
複雜的資料格式：設備可能需要幫助才能理解彼此的數據。
快速的技術變革：標準可能會快速變化並變得過時。
成本和資源限制：小公司可能沒有足夠的資金或人力。

當你添加更多 物聯網系統網路變得越來越複雜。這使得安全保障更加困難。每個新設備或協議都可能帶來新的風險。整個網路更容易受到攻擊。

您可以使用 MQTT、CoAP 和 HTTP 等標準協定來增強互通性。開放互聯基金會 (Open Connectivity Foundation) 和工業互聯網聯盟 (Industrial Internet Consortium) 等組織協助制定這些規則。 API 和 物聯網網關 還可以幫助具有不同協定的設備相互通訊。

設備兼容性

設備相容性意味著您的 物聯網設備 能夠正常連接和工作。在添加新設備之前，您需要檢查其認證和標準。許多公司和電話網路都希望設備能夠通過嚴格的測試。

認證類型	簡介
Verizon的認證	需要 FCC 和 GCF 認證，支援 OTA 更新、持續監控。
AT&T認證	設備必須通過物聯網網路認證，並通過訊號和效能測試。
T-Mobile的認證	需要 FCC 和 PTCRB 認證，使用認可的數據機，並經過安全測試。
監管認證	涵蓋電氣安全、射頻發射和環境（例如 FCC 第 15B 部分）。
電信認證	包含GCF和PTCRB，確保行動網路標準。
操作員認證	運營商可以阻止不合規的設備以保護網路品質。

您還應該考慮協議功能。 LoRaWAN 和 Sigfox 有助於設備節省電量，這對城市感測器非常有利。低功耗藍牙非常適合穿戴式裝置。 ZigBee 非常適合智慧家庭。選擇合適的協定和經過認證的設備有助於您建立安全可靠的網路。 物聯網系統.

產業貢獻

協議集成

有很多設備物聯網世界每個設備可能使用自己的協定。這使得設備之間難以協同工作。像 Arshon Technology 這樣的公司可以幫助解決這個問題。他們確保設備能夠輕鬆連接並共享數據。您可以利用他們在 MQTT、CoAP 和 DDS 方面的技能。他們的解決方案使設備能夠通信，即使它們來自不同的品牌。這意味著無論使用哪種系統，您的設備都可以協同工作。

Arshon Technology 因協議集成他們幫助您的物聯網設備有效運作並保持安全。使用他們的解決方案，您可以獲得更佳的連接，減少故障。他們的工作幫助智慧家庭、工廠和城市共享數據。隨著越來越多的設備加入物聯網，您需要專家來處理棘手的部分。他們確保一切順利運作。

選擇一家具有良好協議整合的公司可以使您的物聯網系統更強大、更易於使用。

創新

物聯網每年都會迎來新的理念和科技革新。產業領導者致力於使協議更安全、更快速。他們添加了強大的加密技術，並增加了系統使用者驗證方法。這些改進確保您的資料免受駭客攻擊。

一些新的安全功能包括：

使用 TLS、AES 或 DTLS 進行端對端加密
使用證書或令牌進行裝置身份驗證
安全啟動和加密的 OTA 更新
入侵偵測系統和防火牆
資料檢查和防篡改保護

您還會看到專為物聯網打造的新協定。像HTTP這樣的舊協定無法處理如此多的設備。現在，出現了專門針對物聯網需求的協定。這些新標準有助於設備快速安全地連接。隨著物聯網的發展，您將看到更多讓設備更智慧、更安全的新想法。

您需要了解物聯網通訊協議，才能建立強大且安全的系統。專家表示，選擇正確的協議有助於您的專案發展壯大，並使其運作得更好。每年都有越來越多的設備使用 MQTT 和 CoAP。下表解釋了學習這些協議的重要性：

重點外賣	簡介
沒有放諸四海皆準的協議	73% 的專家表示，使用不同的資料格式和協定使得他們的專案難以發展。
增加專用協定的採用	很快就會有更多連接使用物聯網特定協議，其中 MQTT 和 CoAP 成長最快。
軟體在管理連結的重要性	選擇正確的協定可以幫助您的系統運行得更快、更安全、並且消耗更少的電力。

跟上最新變化有助於您的裝置正常運作並保持安全。經常更新系統可以提高系統安全性。使用新的分析工具可以獲得更好結果。這有助於設備共享數據並協同工作。

產業領導者渴望更安全、更智慧的系統。您應該專注於新趨勢，以確保您的物聯網專案順利運作。

常見問題

物聯網通訊協定的主要目的是什麼？

物聯網通訊協定幫助設備共享資訊。它們使設備之間能夠安全快速地通訊。這些協議還能幫助您在一個地方控制多台設備。

如何為您的物聯網專案選擇正確的協定？

你需要考慮你的設備需要什麼。看看你的網路有多大，功率有多大。有些協議更適合小型感測器。有些協定更適合大型機器。務必檢查協議是否安全，並且是否適用於你的設備。

物聯網通訊協定安全嗎？

許多協議都有安全工具例如加密和身份驗證。您需要啟用這些工具並保持裝置更新。這有助於防止駭客竊取您的資料。

不同的物聯網設備可以使用不同的協定並協同工作嗎？

是的，不同協定的設備可以連接。
您可以使用網關或橋樑來幫助他們交談。
MQTT 和 CoAP 等標準協議使這變得更容易。

了解最常見的物聯網通訊協議