A IoT, ou Internet das Coisas, surpreendentemente engloba muitos protocolos diferentes.

Os protocolos de IoT referem-se aos protocolos usados ​​para comunicação e transferência de dados entre dispositivos no ambiente da IoT. Com base em suas diferentes funções, os protocolos de IoT podem ser divididos em protocolos de transporte, comunicação e protocolos específicos da indústria.

Protocolos de transporte: geralmente responsáveis ​​pela rede e comunicação entre dispositivos dentro de uma sub-rede. Por exemplo, Wi-Fi, Ethernet, NFC, Zigbee, Bluetooth, GPRS, 3G/4G/5G, etc. Esses protocolos garantem a segurança e a confiabilidade dos dados transmitidos pela rede.

Protocolos de comunicação: São principalmente protocolos de comunicação entre dispositivos que operam sobre o protocolo TCP/IP tradicional da Internet e são responsáveis ​​pela troca de dados e comunicação entre dispositivos. Exemplos incluem MQTT, CoAP, HTTP, etc.

Protocolos da Indústria: São protocolos padrão unificados dentro de um determinado setor. Por exemplo, o protocolo de comunicação veicular JT/T808, o protocolo de vídeo GB/T 28181, etc.

1. Protocolo de transmissão: Modbus, OPC-UA, OPC-DA, LoRa, ZigBee

Comparação dos protocolos Bluetooth, WiFi e ZigBee

Atualmente, a vantagem do Wi-Fi reside em sua ampla aplicação, já que se popularizou em inúmeros lares. A vantagem do ZigBee está no seu baixo consumo de energia e nas capacidades de rede mesh. O ponto forte da tecnologia de comunicação sem fio UWB (Ultra-Wide Band), sem portadora, é a sua alta taxa de transmissão. O Bluetooth se destaca pela simplicidade na configuração de redes. No entanto, essas três tecnologias apresentam limitações, e nenhuma delas, isoladamente, consegue atender completamente a todos os requisitos de casas inteligentes.

O surgimento da tecnologia Bluetooth tornou possível a comunicação sem fio de curto alcance. No entanto, seu protocolo complexo, alto consumo de energia e alto custo não são muito adequados para controle industrial e redes domésticas que exigem baixo custo e baixo consumo de energia. O maior obstáculo do Bluetooth é seu alcance de transmissão limitado, geralmente em torno de 10 metros. Sua fraca capacidade anti-interferência e problemas de segurança da informação também restringem seu desenvolvimento e aplicação em larga escala.

O Wi-Fi também é uma tecnologia de transmissão sem fio de curto alcance, que permite acesso a sinais sem fio a qualquer momento e grande mobilidade, tornando-o mais adequado para uso em escritórios e residências. Claro, o Wi-Fi também tem uma falha crucial. Como o Wi-Fi usa tecnologia de radiofrequência para enviar e receber dados pelo ar, é relativamente fácil para fontes externas interferirem nele.

Por outro lado, o ZigBee é uma tecnologia de comunicação sem fio reconhecida internacionalmente. Cada porta de rede pode acomodar mais de 65.000 conexões, tornando-o adequado para uso em residências, indústrias, agricultura e outros setores, enquanto as redes Bluetooth e Wi-Fi suportam apenas até 10 conexões, o que obviamente não atende às necessidades de famílias. O ZigBee também apresenta as vantagens de baixo consumo de energia e baixo custo.

2. Protocolos de comunicação: MQTT, HTTPS, CoAP, TCP, UDP

Comparação entre os protocolos MQTT e CoAP: O MQTT é um protocolo de comunicação muitos-para-muitos usado para transferir mensagens entre diferentes clientes por meio de um agente intermediário, desacoplando produtores e consumidores. Ele permite que os clientes publiquem mensagens enquanto o agente decide o roteamento e copia as mensagens. Embora o MQTT suporte algum nível de persistência, ele é mais bem utilizado como um barramento de comunicação de dados em tempo real.

O CoAP é principalmente um protocolo ponto a ponto, usado para transferir informações de estado entre clientes e servidores. Embora suporte a observação de recursos, o CoAP é mais adequado para um modelo de transferência de estado, não baseado inteiramente em eventos.

Os clientes MQTT estabelecem uma conexão TCP longa, o que geralmente não apresenta problemas. Clientes e servidores CoAP enviam e recebem pacotes UDP. Em ambientes NAT, o tunelamento ou o encaminhamento de portas podem ser usados ​​para permitir o CoAP ou, como no caso do LWM2M, os dispositivos podem iniciar uma conexão de front-end primeiro.

O MQTT não oferece suporte para marcação de tipo de mensagem ou outros metadados para ajudar os clientes a entenderem; as mensagens MQTT podem ser usadas para qualquer finalidade, mas todos os clientes precisam conhecer o formato dos dados de origem para permitir a comunicação. O CoAP, por outro lado, oferece suporte integrado para negociação e descoberta de conteúdo, permitindo que os dispositivos sondem uns aos outros para encontrar maneiras de trocar dados.

3. Protocolo da Indústria