相信一提到工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)通信協(xié)議，大家都能隨意的信手拈來幾個(gè)，比如RS-232、RS-485.又比如DeviceNet、Modbus RTU、Modbus TCP、Ethernet/IP、PROFINET，再或者TCP、UDP、OPC UA、MQTT，但是它們之間有什么區(qū)別和聯(lián)系呢?剪不斷理還亂!下面帶大家撥開迷霧見云天，此文建議大家收藏!

　　新手要快速掌握眾多協(xié)議的區(qū)別與聯(lián)系，首先得了解一個(gè)東西，它就是“OSI模型”。

　　OSI(開放式系統(tǒng)互聯(lián))模型是一種通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化參考模型，由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)在1984年發(fā)布，旨在為計(jì)算機(jī)和通信設(shè)備提供通用的參考框架，以實(shí)現(xiàn)不同廠商之間的互通性和互操作性。該模型將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信分為七個(gè)層次，每個(gè)層次提供不同的功能和服務(wù)，從下層到上層逐漸抽象和封裝數(shù)據(jù)，并且每層之間通過接口定義了標(biāo)準(zhǔn)化的協(xié)議和服務(wù)，使得不同廠商的設(shè)備可以相互通信。

　　OSI模型在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中也有著重要的作用，因?yàn)?strong>在IIoT的應(yīng)用中，設(shè)備之間需要進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和通信，而通信協(xié)議的選擇和實(shí)現(xiàn)都要遵循OSI參考模型的原則。例如，現(xiàn)場總線通信協(xié)議如Profibus、Foundation Fieldbus等都是基于OSI參考模型設(shè)計(jì)的，它們?cè)诓煌腛SI層次上執(zhí)行不同的功能，并且具有一定的互操作性。

　　此外，在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，也會(huì)涉及到以太網(wǎng)、TCP/IP、HTTP、MQTT等標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議，這些協(xié)議也是基于OSI參考模型設(shè)計(jì)的，它們的不同層次和功能也與OSI參考模型緊密相關(guān)。因此，OSI模型是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中非常重要的標(biāo)準(zhǔn)化參考模型，它為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的通信和交互提供了指導(dǎo)和支持。

　　七個(gè)層次分別是：

　　1.物理層(Physical Layer)：負(fù)責(zé)傳輸原始比特流，定義了電器、物理設(shè)備和傳輸媒介的特性，如電壓、電流、編碼和物理接口等。

　　2.數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link Layer)：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的幀同步、流控制和差錯(cuò)校驗(yàn)等，它的主要任務(wù)是將原始比特流轉(zhuǎn)換為具有邏輯意義的數(shù)據(jù)幀。

　　3.網(wǎng)絡(luò)層(Network Layer)：負(fù)責(zé)在源主機(jī)和目標(biāo)主機(jī)之間選擇合適的路徑，并通過路由器進(jìn)行數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)和尋址，實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)互通。

　　4.傳輸層(Transport Layer)：提供端到端的可靠數(shù)據(jù)傳輸，包括數(shù)據(jù)的分段、傳輸控制、差錯(cuò)恢復(fù)和流量控制等。

　　5.會(huì)話層(Session Layer)：負(fù)責(zé)建立、管理和維護(hù)應(yīng)用程序之間的會(huì)話和連接，包括會(huì)話的建立、維護(hù)和終止等。

　　6.表示層(Presentation Layer)：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換、加密解密、壓縮解壓縮和數(shù)據(jù)描述等，使得不同系統(tǒng)之間可以正確解釋數(shù)據(jù)。

　　7.應(yīng)用層(Application Layer)：為用戶提供各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)，如電子郵件、文件傳輸、遠(yuǎn)程登錄和網(wǎng)頁瀏覽等。

　　說了那么多，下面才是我們的重點(diǎn)!敲黑板了!在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中，通信協(xié)議通常也可以被劃分為多個(gè)層次，其中一些層次與 OSI 參考模型的層次相對(duì)應(yīng)，如下所示：

　　1. 物理層(Physical Layer)：負(fù)責(zé)傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)，常用的工業(yè)物理層協(xié)議包括 RS-232、RS-485、Profibus PA、Foundation Fieldbus 等。

　　2. 數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link Layer)：負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)分幀、差錯(cuò)檢測(cè)和糾正、流量控制等，常用的工業(yè)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議包括 Profibus DP、DeviceNet、Modbus RTU 等。

　　3. 網(wǎng)絡(luò)層(Network Layer)：負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)包從源地址傳輸?shù)侥繕?biāo)地址，通過路由器進(jìn)行數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)和尋址等，常用的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議包括 Modbus TCP、Ethernet/IP、PROFINET 等。

　　4. 傳輸層(Transport Layer)：提供可靠的端到端的數(shù)據(jù)傳輸，常用的工業(yè)傳輸層協(xié)議包括 TCP、UDP、ISO Transport Service on top of TCP (ISO over TCP) 等。

　　5. 會(huì)話層(Session Layer)：負(fù)責(zé)建立、管理和維護(hù)應(yīng)用程序之間的會(huì)話和連接，常用的工業(yè)會(huì)話層協(xié)議包括 OPC UA、MQTT 等。

　　6. 表示層(Presentation Layer)：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、加密解密、壓縮解壓縮等，常用的工業(yè)表示層協(xié)議包括 OPC UA、DDS 等。

　　7. 應(yīng)用層(Application Layer)：為用戶提供各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)，常用的工業(yè)應(yīng)用層協(xié)議包括 OPC UA、Modbus TCP、PROFINET IO、Ethernet/IP 等。

　　需要注意的是，工業(yè)協(xié)議的分類方式和層次劃分并非完全統(tǒng)一，不同廠商和組織也可能使用不同的劃分方式和層次。以上僅是一種常見的分類方式。