物聯(lián)網(wǎng)的通信技術(shù)分為有線通信技術(shù)和無線通信技術(shù)。
有線通信技術(shù)
有線通信技術(shù)有以太網(wǎng)、RS-232、RS-485、M-Bus、PLC等,有線通信穩(wěn)定性強(qiáng),可靠性高。但是受限于媒介。
以太網(wǎng):一種計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)技術(shù)?,F(xiàn)有局域網(wǎng)采用的最通用的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),另外又細(xì)分為標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、10G以太網(wǎng)。在智慧家庭物聯(lián)網(wǎng)中,家庭路由器寬帶技術(shù)涉及以太網(wǎng)技術(shù)。
兩個(gè)通訊接口:RS-232(個(gè)人計(jì)算的接口之一,一般計(jì)算機(jī)都有兩組。在監(jiān)控和控制系統(tǒng)應(yīng)用中得到普遍的應(yīng)用)和RS-485(為了解決RS-232這種接口可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信但是不能聯(lián)網(wǎng)的問題而發(fā)展起來的),區(qū)別在于前一個(gè)采用不平衡傳輸方式,即單端傳輸,而后者實(shí)現(xiàn)平衡傳輸,即差分傳輸方式。傳輸距離上前者只能有20米,后者可以有幾十到上千米。通信數(shù)量上,前者只能一對(duì)一,后者可以同時(shí)連接128個(gè)收發(fā)器。
M-Bus:全稱Meter Bus,遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng),是一種用戶非電力戶用儀表傳輸?shù)臍W洲總線標(biāo)準(zhǔn),專門為消耗測(cè)量?jī)x器和計(jì)數(shù)器傳送信息的數(shù)據(jù)總線設(shè)計(jì)。滿足了遠(yuǎn)程供電或電子供電要求,可以在幾公里的線路上連接幾百個(gè)設(shè)備。
PLC:電力線通信?;陔娋€傳播,應(yīng)用場(chǎng)景多種多樣,除了抄表(工業(yè)網(wǎng)關(guān)),還可以應(yīng)用于家庭PC端之間的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理設(shè)備、家庭安全方面。
無線通信技術(shù)
無線通信技術(shù)現(xiàn)在發(fā)展的比有線通信技術(shù)稍微廣泛些,無線通信技術(shù)主要分為兩大類有:蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)(2/3/4G)、短距離無線通信技術(shù)(藍(lán)牙、WIFI、ZigBee、Zwave)
蜂窩移動(dòng)通信:2/3/4/5G。目前的共享單車、POS機(jī)、ATM機(jī)等都是通過GPRS(2G)技術(shù),因?yàn)?G技術(shù)成本較低,并且傳輸速率在以上場(chǎng)景已經(jīng)滿足基本需求。
短距離無線通信技術(shù):藍(lán)牙、WIFI、ZigBee、Z-WAVE等。
——藍(lán)牙:最初是作為RS-232的替換方案而出現(xiàn)的。藍(lán)牙的容量大,適合近距離傳輸大文件,傳輸距離為10厘米到10米,最高傳輸速率1MPS。藍(lán)牙速率快、低功耗、并且安全性高,但是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)少,不適合多點(diǎn)布控。
——WIFI:允許電子設(shè)備連接到無線局域網(wǎng)(WLAN)的技術(shù),通常使用2.4G UHF或 5G SHF ISM的射頻頻段。WIFI的覆蓋范圍廣,數(shù)據(jù)傳輸速率快,但是傳輸安全性不好,穩(wěn)定性差,并且功耗略高。
——ZigBee:ZigBee是短距無線通信技術(shù)中目前應(yīng)用較多的一項(xiàng)技術(shù),基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議,與蜂窩移動(dòng)通信不同的是,它廣泛應(yīng)用于工業(yè)和智慧家庭領(lǐng)域,簡(jiǎn)單,使用方便,工作可靠,成本價(jià)值低。移動(dòng)通信網(wǎng)主要是為語音通信而建立的,建議一個(gè)基站需要壹佰萬元人民幣。而建立一個(gè)ZigBee基站只需要一千元人民幣。每個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)不僅本身可以作為監(jiān)控對(duì)象(例如,其網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)所連接的傳感器直接進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控),還可以自動(dòng)中轉(zhuǎn)別的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳過來的數(shù)據(jù)資料。ZigBee適合較短距離傳輸,功耗低,數(shù)據(jù)速率要也較低。另外,雖然ZigBee在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸距離達(dá)到幾百米,但是適合在比較空曠的場(chǎng)景使用,不適合智能停車場(chǎng)景,在停車的場(chǎng)景中大型車輛會(huì)大大的衰弱信號(hào)。而且ZigBee對(duì)于不同芯片兼容性較差,網(wǎng)絡(luò)較靈活,不易維護(hù)。
——Zwave:一種新興的基于射頻的、低成本、低功耗、高可靠的短距離無線通信技術(shù)。應(yīng)用于智能家居、照明控制、智能抄表、防盜系統(tǒng)等應(yīng)用,在室內(nèi)可達(dá)到幾十米,在室外可達(dá)到幾百米。缺點(diǎn)是速率較低,芯片標(biāo)準(zhǔn)不開放。
隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,后面有了算是專門針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)娜f物互聯(lián)的LPWA技術(shù):LPWA(低功耗廣域網(wǎng))通信技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)新機(jī)遇。他解決了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)不能應(yīng)對(duì)一些物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景的通信問題,LPWA技術(shù)中有三種方式:SigFox、LoRa、NB-IOT。
——SigFox:無線物聯(lián)網(wǎng)專用技術(shù),使用UNB(超窄帶)技術(shù),低功耗,低成本,傳輸功耗水平非常低,卻還能維持一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)連接,通常傳輸速率只有100bps。
——LoRa:基于開源的MAC層協(xié)議的低功耗廣域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),超遠(yuǎn)距離無線傳輸方案,長(zhǎng)電池壽命,大容量。
——NB-IOT:構(gòu)建于蜂窩通信的窄帶物聯(lián)網(wǎng),只消耗大約180KHZ的帶寬,可直接部署于GAM網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)、LTE網(wǎng)絡(luò)以降低部署成本,實(shí)現(xiàn)平滑升級(jí)。聚焦于低功耗廣域網(wǎng)市場(chǎng),覆蓋廣、連接多、速率低、成本低、功耗低、價(jià)格優(yōu)的特點(diǎn),可用于遠(yuǎn)程抄表、資產(chǎn)追蹤、只能停車、智慧農(nóng)業(yè)等。
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