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(共23張PPT)
物聯網協議
浙教版七年級上冊
物聯網協議
目錄
CONTENTS
物聯網協議的重要性
Part One
物聯網協議的分類
Part Two
物聯網協議的特點
Part Three
認識MQTT協議
Part Four
MQTT訂閱模型
Part Five
物聯網協議的重要性
01
連接設備與設備
物聯網協議是連接設備與設備的關鍵技術
物聯網協議使得設備之間可以互相通信和共享數據
01
02
物聯網協議提高了設備的互操作性和兼容性
物聯網協議使得設備可以協同工作，提高工作效率和降低成本
03
04
確保數據傳輸安全
加密技術：使用加密算法對數據進行加密，防止數據泄露
01
訪問控制：限制對數據的訪問權限，防止未經授權的訪問
03
身份驗證：通過身份驗證確保數據的發送者和接收者的身份真實可靠
02
數據完整性：使用數據完整性算法確保數據的完整性，防止數據篡改和損壞
04
提高設備互操作性
互操作性是實現物聯網大規模應用的關鍵
物聯網協議是設備之間通信的基礎
統一的協議可以提高設備之間的互操作性
提高設備互操作性可以降低成本，提高效率
物聯網協議的分類
02
傳輸協議
TCP/IP：互聯網傳輸協議，廣泛應用于物聯網設備
MQTT：消息隊列遙測傳輸協議，適用于低帶寬、高延遲的物聯網場景
CoAP：受限應用協議，適用于資源受限的物聯網設備
XMPP：可擴展消息傳遞與存在協議，適用于實時通信的物聯網場景
應用協議
03
CoAP：受限應用協議，用于資源受限的物聯網設備的數據傳輸
04
XMPP：可擴展消息傳遞與存在協議，用于物聯網設備的實時通信
01
HTTP：超文本傳輸協議，用于萬維網上的數據傳輸
MQTT：消息隊列遙測傳輸協議，用于物聯網設備的數據傳輸
02
05
LwM2M：輕量級M2M協議，用于物聯網設備的管理和控制
06
DDS：數據分發服務，用于物聯網設備的實時數據分發和共享
網絡協議
03
MQTT協議：消息隊列遙測傳輸協議，用于物聯網設備的數據傳輸和控制
04
CoAP協議：受限應用協議，用于物聯網設備的資源受限環境下的數據傳輸和控制
01
TCP/IP協議：互聯網傳輸協議，用于數據傳輸和網絡互聯
HTTP協議：超文本傳輸協議，用于網頁瀏覽和信息傳輸
02
05
LoRaWAN協議：低功耗廣域網協議，用于低功耗物聯網設備的數據傳輸和控制
06
NB-IoT協議：窄帶物聯網協議，用于低功耗廣域物聯網設備的數據傳輸和控制
物聯網協議的特點
03
低功耗
采用低功耗技術，降低設備能耗
延長設備使用壽命，降低維護成本
減少能源消耗，符合綠色環保理念
支持低功耗設備，提高設備兼容性
低成本
硬件成本：使用低功耗、低成本的硬件設備
通信成本：使用低功耗、低成本的通信技術
01
02
軟件成本：使用開源、免費的軟件和協議
維護成本：使用易于維護、成本低廉的解決方案
03
04
高安全性
加密傳輸：采用加密技術，確保數據傳輸的安全性
01
身份驗證：通過身份驗證，確保設備身份的真實性和合法性
02
訪問控制：限制設備訪問權限，防止未經授權的訪問
03
數據備份與恢復：提供數據備份和恢復功能，防止數據丟失或損壞
04
認識MQTT協議
04
MQTT協議
物聯網協議分為兩大類，一類是傳輸協議，一般負責子網內設備間的組網及通信;另一類是通信協議，負責設備通過互聯網進行數據交換及通信,通信環境不同，相應支持的協議也不同。
HTTP是互聯網中使用最廣泛的網絡通信協議。物聯網作為互聯網的延伸，早期的物聯網通信采用的協議便是HTTP，隨著物聯網技術的不斷發展,更節約網絡帶寬和系統資源的MQTT協議被設計并得以廣泛應用。
MQTT協議基于TCP/IP協議，是一種支持在各方之間異步通信的消息協議，其最初的用途是將石油管道上的傳感器與衛星相連接。MQTT協議可以在嚴重受限的設備硬件和高延遲、帶寬有限的網絡上實現通信，為物聯網的多樣化應用場景的設計提供了可能。
MQTT協議
定義
MQTT是一種基于發布/訂閱模式的輕量級通訊協議
特點
小數據量，低帶寬，低電量消耗
工作方式
發布者發布消息，訂閱者接收并處理
通信方式
客戶端與服務器之間的網絡連接
安全性
支持SSL/TLS加密，防止數據泄露
應用場景
物聯網（IoT），移動應用，低帶寬環境，受限網絡環境
MQTT訂閱模型
05
MQTT
MQTT是一種能實現一對多通信的協議，也稱發布或訂閱型協議。它由3種功能構成:中介、發布者和訂閱者。發布者要分發數據時，它會將包含數據的信息發送給中介，中介將信息分發給已訂閱該主題的任何訂閱者,如圖9-1所示。
圖9-1 MQTT發布訂閱模型
MQTT訂閱模型
MQTT訂閱模型中，發布者和訂閱者起著客戶端的作用，中介則承擔著轉發MQTT通信的服務器的作用，它不存儲任何消息。訂閱者客戶端可以訂閱任何消息“主題”,訂閱后便與中介建立連接;發布者客戶端把相應的數據以特定的方式加在主題上進行發送，它只需在消息發布時與中介建立連接，發布“主題”消息，如圖9-2所示。
例如:某農場的“智能光照”物聯系統每隔2秒鐘采集一次環境光線數據“light”，物聯系統既作為“發布者”發布消息，又作為“訂閱者”訂閱消息，應用MQTT協議訂閱“light”消息
在“智能光照物聯系統原型中，訂閱“light”主題消息，并將數據用合適的方式星現和分享。
應用物聯網協議，物聯系統將各類數據不斷發送至網絡平臺。用戶在物聯數據的管理、維護及應用過程中需關注數據安全，保護個人隱私。
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