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在上一篇文章《物联网常见通信协议与通讯协议梳理【上】- 通讯协议》中，对物联网常用通信协议和通讯协议作了区分，并对通讯协议进行了分享；本文将对常用的通信协议进行剖析，重点面向市场上使用率较高的，且又不是诸如TCP/IP之类老生常谈的。
2 近距离通信协议
2.1 RFID
RFID的空中接口通信协议规范基本决定了RFID的工作类型，RFID读写器和相应类型RFID标签之间的通讯规则，包括：频率、调制、位编码及命令集。ISO/IEC制定五种频段的空中接口协议。
（1） ISO/IEC 18000-1《信息技术－基于单品管理的射频识别－第1部分：参考结构和标准化的参数定义》。它规范空中接口通信协议中共同遵守的读写器与标签的通信参数表、知识产权基本规则等内容。这样每一个频段对应的标准不需要对相同内容进行重复规定。
（2） ISO/IEC 18000-2《信息技术－基于单品管理的射频识别－第2部分：135KHz以下的空中接口通信用参数》。它规定在标签和读写器之间通信的物理接口，读写器应具有与Type A(FDX)和Type B(HDX)标签通信的能力；规定协议和指令再加上多标签通信的防碰撞方法。
（3） ISO/IEC 18000-3《信息技术－基于单品管理的射频识别－第3部分：参数空中接口通信在13.56MHz》。它规定读写器与标签之间的物理接口、协议和命令再加上防碰撞方法。关于防碰撞协议可以分为两种模式，而模式1又分为基本型与两种扩展型协议（无时隙无终止多应答器协议和时隙终止自适应轮询多应答器读取协议）。模式2采用时频复用FTDMA协议，共有8个信道，适用于标签数量较多的情形。
（4） ISO/IEC 18000-4《信息技术－基于单品管理的射频识别－第4部分：2.45 GHz空中接口通信用参数》。它规定读写器与标签之间的物理接口、协议和命令再加上防碰撞方法。该标准包括两种模式，模式1是无源标签工作方式是读写器先讲；模式2是有源标签，工作方式是标签先讲。
（5） ISO/IEC 18000-6《信息技术－基于单品管理的射频识别－第6部分：860 MHz - 960 MHz空中接口通信参数》。它规定读写器与标签之间的物理接口、协议和命令再加上防碰撞方法。它包含TypeA、TypeB和TypeC三种无源标签的接口协议，通信距离最远可以达到10m。其中TypeC是由EPCglobal起草的，并于2006年7月获得批准，它在识别速度、读写速度、数据容量、防碰撞、信息安全、频段适应能力、抗干扰等方面有较大提高。2006年递交V4.0草案，它针对带辅助电源和传感器电子标签的特点进行扩展，包括标签数据存储方式和交互命令。带电池的主动式标签可以提供较大范围的读取能力和更强的通信可靠性，不过其尺寸较大，价格也更贵一些。
（6） ISO/IEC 18000-7《信息技术－基于单品管理的射频识别－第7部分：433 MHz有源空中接口通信参数》。它规定读写器与标签之间的物理接口、协议和命令再加上防碰撞方法。有源标签识读范围大，适用于大型固定资产的跟踪。属于有源电子标签。
此外，还有3个常用的RFID协议：
（1）ISO/IEC 14443 《识别卡—无触点集成电路卡—邻近卡》
国际标准ISO 14443定义了两种信号接口：TypeA和TypeB。ISO 14443A和B互不兼容。
一、ISO 14443 TypeA
ISO 14443 TypeA(也称ISO 14443A)一般用于门禁卡、公交卡和小额储值消费卡等，具有较高的市场占有率。
举例：
1）MIFARE ULtralight(MFO ICU1X):国内常称U10。此芯片没有加密功能，只能系统加密，内存是64个字节，典型应用：广深高速火车票。(另：MIFARE ULtralight C，也叫U20，此芯片可以加密，内存是192个字节)。这两个芯片的内码位数都是一样的，不过内码数据时不同的。(国内兼容芯片有FM11RF005内存64个字节、BL75R12内存64个字节等)
2）MIFARE Std 1k(MF1 IC S50)：国内常称MF1 S50。主要应用在一卡通方面。内存1KB，有16个扇区，每个扇区有4个块，每个块16个字节。初始密码是12个F。(国内兼容芯片有FM11R08、ISSI4439、TKS50、BL75R06等)
3）MIFARE Std 4k(MF1 IC S70)：国内常称为MF1 S70。主要应用在一卡通方面。内存4KB，共40个扇区，前面32个扇区跟S50一样，每个扇区有4个块，后面8个扇区是16个块，每个块都是16个字节。初始密码是12个F。(国内兼容芯片有ISSI4469、FM11RF32以及华大的S70)。
4）Mifare DESFire 4k(MF3 IC D41/D40)：国内常称为MF3。典型应用：南京地铁。
5）SHC1102：上海华虹生产。典型应用：上海一卡通。
二、ISO 14443 TypeB
ISO14443B由于加密系数比较高，更适合于CPU卡，一般用于身份证、护照、银联卡等，目前的第二代电子身份证采用的标准是ISO 14443 TypeB协议。
举例：
1）SR176：瑞士意法半导体(ST)生产。
2）SRIX4K：瑞士意法半导体(ST)生产。
3）THR1064:北京同方生产。典型应用：奥运门票。
4）AT88RF020:美国爱特梅尔(ATMIL)生产。典型应用：广州地铁卡。
5）第二代居民身份证：上海华虹、北京同方THR9904、天津大塘和北京华大生产。
（2）ISO/IEC 15693《识别卡—无接触点集成电路卡—近距卡》
ISO 14443A/B的读写距离通常在10cm以内，应用较广。但ISO 15693的读写距离可以达到1m，应用较灵活，与ISO 18000-3兼容(我国的国家标准很多与ISO 18000大部分兼容)。
举例：
1）ICODE SLI(SL2ICS20):国内常称ICODE 2(内存是1Kbit)，此型号常用。国内兼容有BL75R05、FM1302N。(另：ICODE SLI-S内存是2048bit，ICODE SLI-L内存是512bit，这两款芯片在国内不常用。)
2）Tag-it HF-1 Plus:国内常称Tl2048,美国德州仪器公司(简称TI公司)生产。
3）EM4135：瑞士EM生产。
4）BL75R04：上海贝岭生产以及FM1302T(复旦生产)，兼容TI公司的Tag-it HF-1 Plus。
（3）ISO 18092《信息技术系统间近距离无线通信及信息交换的接口和协议》
NFC协议，对近距离无线通信技术进行了一些规范。NFC属于RFID范畴，但又与RFID有一些区别，因此本文将单独一小节对NFC进行阐述。
2.2 NFC
2.2.1 NFC概述
近距离无线通信NFC是Near Field Communication缩写，即近距离无线通讯技术，是一种短距离的高频无线通信技术，允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输（在10厘米内）交换数据。
NFC 提供了一种简单、触控式的解决方案，可以让消费者简单直观地交换信息、访问内容与服务。这个技术由免接触式射频识别（RFID）演变而来，并向下兼容RFID，最早由Philips、Nokia和Sony主推，主要可能用于手机等手持设备中。由于近场通讯具有天然的安全性，因此，NFC技术被认为在手机支付等领域具有很大的应用前景。 NFC 将非接触读卡器、非接触卡和点对点（Peer-to-Peer）功能整合进一块单芯片，为消费者的生活方式开创了不计其数的全新机遇。
这是一个开放接口平台，可以对无线网络进行快速、主动设置，也是虚拟连接器，服务于现有蜂窝状网络、蓝牙和无线802.11 设备。和RFID不同，NFC采用了双向的识别和连接。在20cm距离内工作于13.56MHz频率范围。它能快速自动地建立无线网络，为蜂窝设备、蓝牙设备、Wi-Fi设备提供一个“虚拟连接”，使电子设备可以在短距离范围进行通讯。
2.2.2 NFC技术原理
NFC的设备可以在主动或被动模式下交换数据。
在被动模式下，启动NFC通信的设备，也称为NFC发起设备(主设备)，在整个通信过程中提供射频场。它可以选择106kbps、212kbps或424kbps其中一种传输速度，将数据发送到另一台设备。另一台设备称为NFC目标设备(从设备)，不必产生射频场，而使用负载调制(load modulation)技术，即可以相同的速度将数据传回发起设备。 移动设备主要以被动模式操作，可以大幅降低功耗，并延长电池寿命。电池电量较低的设备可以要求以被动模式充当目标设备，而不是发起设备。
在主动模式下，每台设备要向另一台设备发送数据时，都必须产生自己的射频场。这是对等网络通信的标准模式，可以获得非常快速的连接设置。
2.2.3 NFC应用
NFC技术的应用可以分为四种基本的类别：
（1）接触通过(TouchandGo)，如门禁管制、车票和门票等，使用者只需携带储存着票证或门控密码的移动设备靠近读取装置即可。
（2）接触确认(TouchandConfirm)，如移动支付，用户通过输入密码或者仅是接受交易，确认该次交易行为。
（3）接触连接(TouchandConnect)，如把两个内建NFC的装置相连接，进行点对点数据传输，例如下载音乐、图片互传和同步交换通讯簿等。
（4）接触浏览(TouchandExplore)，NFC设备可以提供一种以上有用的功能，消费者将能够通过浏览一个NFC设备，了解提供的是何种功能和服务。
2.3 Bluetooth
2.3.1 起源
蓝牙的名字来源于10世纪丹麦国王Harald Blatand - 英译为Harold Bluetooth(因为他十分喜欢吃蓝梅,所以牙齿每天都带着蓝色)。他将当时的瑞典、芬兰与丹麦统一起来。用他的名字来命名这种新的技术标准，含有将四分五裂的局面统一起来的意思。
1998年5月，爱立信、诺基亚、东芝、IBM和英特尔公司等五家著名厂商，在联合开展短程无线通信技术的标准化活动时提出了蓝牙技术，其宗旨是提供一种短距离、低成本的无线传输应用技术。
2.3.2 蓝牙技术的规范及特点
蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，工作在全球通用的2.4GHz ISM(即工业、科学、医学）频段，标准是IEEE802.15，工作在2.4GHz 频带，带宽为1Mb/s。
它以低成本的近距离无线连接为基础，为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接。以时分方式进行全双工通信，其基带协议是电路交换和分组交换的组合。一个跳频频率发送一个同步分组，每个分组占用一个时隙，使用扩频技术也可扩展到5个时隙。 同时，蓝牙技术支持1个异步数据通道或3个并发的同步话音通道，或1个同时传送异步数据和同步话音的通道。每一个话音通道支持64kb/s的同步话音；异步通道支持最大速率为721kb/s，反向应答速率为57. 6 kb/s的非对称连接，或者是432. 6 kb/s的对称连接。
依据发射输出电平功率不同，蓝牙传输有3 种距离等级：
Class1为100m左右；
Class2约为10m；
Class3约为2-3m。
一般情况下，其正常的工作范围是10m 半径之内。在此范围内，可进行多台设备间的互联。
2.3.3 蓝牙版本
目前蓝牙发展到了蓝牙5.0：
下面对现阶段主要版本蓝牙技术的特性做一个详细的介绍：
一、版本1.1
传输率约在748~810kb/s，因是早期设计，容易受到同频率之间的类似通信产品干扰，影响通讯质量。这个初始版本支持Stereo音效的传输要求，但只能够以（单工）方式工作，加上带宽频率响应等指标不理想，并未算是最好的Stereo传输工具。
二、版本1.2
同样是只有748~810kb/s的传输率，但增加了(改善Software)抗干扰跳频功能。支持Stereo音效的传输要求，但只能够作（单工）方式工作，加上带宽频率响应还是不理想，也不能作为立体声（Stereo）传输工具。
三、版本2.0
2.0是1.2的改良提升版，传输率约在1.8M/s~2.1M/s，可以有（双工）的工作方式。即一边作语音通讯，同时亦可以传输档案/高质素图片，2.0版本当然也支持Stereo运作。随后蓝牙2.0版本的芯片，增加了Stereo译码芯片，则连A2DP（Advanced Audio Distribution Profile）也可以不需要了。
四、版本2.1
为了改善蓝牙技术存在的问题，蓝牙SIG组织（Special Interest Group）推出了Bluetooth 2.1+EDR版本的蓝牙技术。改善装置配对流程：以往在连接过程中，需要利用个人识别码来确保连接的安全性，而改进过后的连接方式则是会自动使用数字密码来进行配对与连接，举例来说，只要在手机选项中选择连接特定装置，在确定之后，手机会自动列出当前环境中可使用的设备，并且自动进行连结；而短距离的配对方面：也具备了在两个支持蓝牙的手机之间互相进行配对与通讯传输的NFC（Near Field Communication）机制；更佳的省电效果：蓝牙2.1版加入了Sniff Subrating的功能，透过设定在2个装置之间互相确认讯号的发送间隔来达到节省功耗的目的。蓝牙2.1将装置之间相互确认的讯号发送时间间隔从旧版的0.1秒延长到0.5秒左右，如此可以让蓝牙芯片的工作负载大幅降低，也可让蓝牙可以有更多的时间可以彻底休眠。根据官方的报告，采用此技术之后，蓝牙装置在开启蓝牙联机之后的待机时间可以有效延长5倍以上，开始支持全双工通信模式。
五、版本3.0+HS
2009年4月21日，蓝牙技术联盟(BluetoothSIG)正式颁布了新一代标准规范"BluetoothCoreSpecificationVersion3.0HighSpeed"(蓝牙核心规范3.0版高速)，蓝牙3.0的核心是"Generic Alternate MAC/PHY"(AMP)，这是一种全新的交替射频技术，允许蓝牙协议栈针对任一任务动态地选择正确射频。最初被期望用于新规范的技术包括802.11以及UMB，但是新规范中取消了UMB的应用。作为新版规范，蓝牙3.0的传输速度自然会更高，而秘密就在802.11无线协议上。通过集成"802.11PAL"(协议适应层)，蓝牙3.0的数据传输率提高到了大约24Mbps(即可在需要的时候调用802.11WI-FI用于实现高速数据传输)，是蓝牙2.0的八倍，可以轻松用于录像机至高清电视、PC至PMP、UMPC至打印机之间的资料传输。功耗方面，通过蓝牙3.0高速传送大量数据自然会消耗更多能量，但由于引入了增强电源控制(EPC)机制，再辅以802.11，实际空闲功耗会明显降低，蓝牙设备的待机耗电问题有望得到初步解决。此外，新的规范还具备通用测试方法(GTM)和单向广播无连接数据(UCD)两项技术，并且包括了一组HCI指令以获取密钥长度。据称，配备了蓝牙2.1模块的PC理论上可以通过升级固件让蓝牙2.1设备也支持蓝牙3.0。联盟成员已经开始为设备制造商研发蓝牙3.0解决方案。
六、蓝牙4.0
（1）简介
蓝牙4.0为蓝牙3.0的升级标准蓝牙4.0最重要的特性是省电，极低的运行和待机功耗可以使一粒纽扣电池连续工作数年之久。此外，低成本和跨厂商互操作性，3毫秒低延迟、AES-128加密等诸多特色，可以用于计步器、心律监视器、智能仪表、传感器物联网等众多领域，大大扩展蓝牙技术的应用范围。
（2）主要特点
蓝牙4.0是蓝牙3.0+HS规范的补充，专门面向对成本和功耗都有较高要求的无线方案，可广泛用于卫生保健、体育健身、家庭娱乐、安全保障等诸多领域。它支持两种部署方式：双模式和单模式。双模式中，低功耗蓝牙功能集成在现有的经典蓝牙控制器中，或再在现有经典蓝牙技术(2.1+EDR/3.0+HS)芯片上增加低功耗堆栈，整体架构基本不变，因此成本增加有限。
Singlemode只能与BT4.0互相传输无法向下兼容（与3.0/2.1/2.0无法相通）；Dual mode可以向下兼容可与BT4.0传输也可以跟3.0/2.1/2.0传输。单模式面向高度集成、紧凑的设备，使用一个轻量级连接层(Link Layer)提供超低功耗的待机模式操作、简单设备恢复和可靠的点对多点数据传输，还能让联网传感器在蓝牙传输中安排好低功耗蓝牙流量的次序，同时还有高级节能和安全加密连接。
（3）优点
蓝牙4.0将三种规格集一体，包括传统蓝牙技术、高速技术和低耗能技术，与3.0版本相比最大的不同就是低功耗。“4.0版本的功耗较老版本降低了90%，更省电，“随着蓝牙技术由手机、游戏、耳机、便携电脑和汽车等传统应用领域向物联网、医疗等新领域的扩展，对低功耗的要求会越来越高。4.0版本强化了蓝牙在数据传输上的低功耗性能。”
七、蓝牙4.1
（1）简介
如果说蓝牙 4.0主打的是省电特性的话，那么此次升级蓝牙4.1的关键词应当是IOT（全联网），也就是把所有设备都联网的意思。为了实现这一点，对通讯功能的改进是蓝牙 4.1最为重要的改进之一。
（2）主要特点
1）批量数据的传输速度
首当其冲的就是批量数据的传输速度，大家知道蓝牙的传输速率一直非常渣，与已经跨入千兆的Wi-Fi相比毫无可比性。所以蓝牙4.1在已经被广泛使用的蓝牙4.0 LE基础上进行了升级，使得批量数据可以以更高的速率传输。当然这并不意味着可以用蓝牙高速传输流媒体视频，这一改进的主要针对的还是刚刚兴起的可穿戴设备。例如已经比较常见的健康手环，其发送出的数据流并不大，通过蓝牙4.1能够更快速地将跑步、游泳、骑车过程中收集到的信息传输到手机等设备上，用户就能更好地实时监控运动的状况，这是很有用处的。在蓝牙4.0时代，所有采用了蓝牙4.0 LE的设备都被贴上了“Bluetooth Smart” 和 “BluetoothSmartReady”的标志。其中Bluetooth Smart Ready设备指的是PC、平板、手机这样的连接中心设备，而Bluetooth Smart设备指的是蓝牙耳机、键鼠等扩展设备。之前这些设备之
