Thread网络协议：简化万物互联

什么是Thread网络协议？

Thread网络协议是一种基于IPv6的低功耗无线Mesh网络协议，用于物联网设备之间的通信。它使用IEEE 802.15.4无线网络技术，易于安装、安全性高，支持低功耗和网络自组织等特性，能够为物联网设备提供可靠的、安全的、可扩展的通信连接。

本文将从协议栈、网络结构、协议特点及技术应用等方面对Thread网络协议进行一个初步的介绍。

Thread网络协议栈

（1）IEEE 802.15.4：基于IEEE-802.15.4的Mesh网络，实现无线物理层和MAC层协议。

（2）IPv6：实现网络层协议，支持IPv6地址分配和路由选择。

（3）6LoWPAN：可实现IPv6数据包的压缩和解压缩，使其适应低带宽、低功耗的无线网络环境。

（4）Application：实现应用层协议，支持设备之间的资源发现、数据传输和控制。

Thread网络结构

Thread网络中包括终端或路由器、路由器、Leader、边界路由器等不同的节点设备，实现多种功能“角色”。

Leader：网络中的第一个设备，即建网设备。当原来的Leader失效后可由网络中另一个Router升级成Leader代替。

Router Eligible End Device（REED）：刚通过某个Router入网的设备类型为REED；当网内有足够多的互联通道时，原来的Router可被Leader降为REED。

Active Router Eligible ：当网内Router数量小于16时，可能导致网络内部互连性受损，此时REED可向Leader请求成为Router。

Border Router：Thread与非Thread IP网络间的桥梁，在IEEE 802.15.4之外至少还有一种接口；同一个Thread网络中可以有多个Border Router。Thread网络没有Border Router仍然可以工作。

Thread协议特点

Thread协议的设计目标是为物联网设备提供可靠的、安全的、可扩展的通信连接，能够为不同类型的物联网设备提供通用的解决方案。它在低功耗、安全性、可扩展性等方面都具有很大的优势，被广泛应用于智能家居、智能城市、智能工业等领域。

（1）低功耗：Thread协议采用低功耗的无线网络技术，能够为物联网设备提供长时间的运行时间，延长低功耗设备的使用寿命和维护周期。在Thread网络中，电池供电设备可以持续运行数年。

（2）安全性：安全性在数据传输领域具有很重要的地位，Thread协议支持加密和认证机制，可以保证通信的安全性和可靠性。

（3）自组织：Thread协议还具备网络自组织特性，能够自动组织和管理网络拓扑结构，大大降低了人工管理的时间成本。

（4）可扩展：支持多种设备类型和应用场景，且易于通过本地连接进行设置，能够为不同的物联网设备提供通信服务。Thread有着很好的兼容性，只要设备支持802.15.4协议，就可以升级支持Thread。

应用场景

智能家居：在智能家居领域中Thread协议得到广泛应用，实现了家庭自动化和智能控制。Thread 还支持无缝、免配置的智能家居配件设置，用户无需担心输入冗长的Wi-Fi密码或尝试禁用路由器上的5Ghz无线电以连接具有特定要求的配件。Thread 的配置过程几乎全在幕后进行。

智慧城市：Thread可以实现城市设施的智能化控制和管理。城市设施可以实现互联，实现交通、能源、环保等多种控制功能。

工业自动化：Thread协议可以用于智能工业领域，实现工业设备的智能化控制和管理，工业设备可以实现互联，实现生产、物流、质检等多种控制功能。

物联网领域：可以应用于各种物联网设备，实现设备之间的互联和通信。通过Thread协议，物联网设备可以实现互联，实现数据采集、传输、控制等多种功能。

Thread协议适用于各种物联网应用场景，能够为物联网设备提供可靠的、安全的、可扩展的通信连接。目前，Thread成为智能家居主流通信协议的趋势明显，虽然国内Thread还处于起步阶段，但国际上已有不少企业推出Thread产品，提供端侧、边侧、软硬件等Thread解决方案。