新大陆物联网开发-物联网竞赛-物联网开发中必须要知道的协议-单片机嵌入式开发

目录一、概述二、协议类别Modbus协议Zigbee协议Mqtt协议Tcp协议I²C协议SPI协议RS-485协议RS-232协议一、概述本文主要针对物联网开发过程中出现的部分协议做部分讲解便于大家理解与开发中使用。二、协议类别Modbus协议​ Modbus是一种串行通信协议是Modicon公司于1979年发表。Modbus已经成为工业领域通信协议的业界标准并且现在是工业电子设备之间常用的连接方式目前来说针对物联网方面常见的有Modbus4150数字量、Modbus4017模拟量设备等。该协议在物联网中主要用于工业上数据采集通信等。Zigbee协议​ZigBee协议适应无线传感器的低花费、低能量、高容错性等的要求。ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。但IEEE仅处理低级MAC层和物理层协议因此Zigbee联盟扩展了IEEE对其网络层协议和API进行了标准化。Zigbee是一种新兴的短距离、低速率的无线网络技术。主要用于近距离无线连接。该协议在物联网中主要用于智能家居、低功耗无线传感场景等。Mqtt协议​ MQTT(消息队列遥测传输)是ISO 标准(ISO/IEC PRF 20922)下基于发布/订阅范式的消息协议。它工作在TCP/IP协议族上是为硬件性能低下的远程设备以及网络状况糟糕的情况下而设计的发布/订阅型消息协议为此它需要一个消息中间件 。 MQTT是一个基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输协议是轻量、简单、开放和易于实现的。该协议在物联网中主要用于物联网设备数据上传服务器指令下发等。​Tcp协议​ TCP/IP即传输控制协议/网际协议是指能够在多个不同网络间实现信息传输的协议簇。TCP/IP协议不仅仅指的是TCP 和IP两个协议而是指一个由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等协议构成的协议簇 只是因为在TCP/IP协议中TCP协议和IP协议最具代表性所以被称为TCP/IP协议该协议在物联网中主要用于数据获取等。I²C协议I²C总线是由Philips公司开发的一种简单、双向二线制同步串行总线。它只需要两根线即可在连接于总线上的器件之间传送信息。I²C是内部整合电路的称呼是一种串行通讯总线使用多主从架构由飞利浦公司在1980年代为了让主板、嵌入式系统或手机用以连接低速周边装置而发展。I²C只使用两条双向开放集极并利用电阻将电位上拉。在物联网中常见于单片机与部分传感器的通信等。SPI协议​ SPI是串行外设接口Serial Peripheral Interface的缩写是一种高速的全双工同步的通信总线并且在芯片的管脚上只占用四根线节约了芯片的管脚同时为PCB的布局上节省空间提供方便正是出于这种简单易用的特性越来越多的芯片集成了这种通信协议比如AT91RM9200。 ​RS-485协议RS-232协议​ 典型的串行通讯标准是RS232和RS485它们定义了电压,阻抗等但不对软件协议给予定义。RS-485总线标准规定了总线接口的电气特性标准即对于2个逻辑状态的定义正电平在2V6V之间表示一个逻辑状态负电平在-2V-6V之间则表示另一个逻辑状态数字信号采用差分传输方式能够有效减少噪声信号的干扰。​​典型的RS-232信号在正负电平之间摆动在发送数据时发送端驱动器输出正电平在515V负电平在-5-15V电平。当无数据传输时线上为TTL从开始传送数据到结束线上电平从TTL电平到RS-232电平再返回TTL电平。接收器典型的工作电平在312V与-3-12V。​图为RS-485转RS-232