盤點物聯網咽喉——常見的通信技術

通信技術是過去幾年中物聯網產業中最受關注的話題,它處於物聯網產業中的核心環節,具有不可替代性,起到承上啟下的作用,向上可以對接傳感器等產品,向下可以對接終端產品及行業應用。此外,通信技術作為一項基礎技術對於物聯網產品與方案來說十分重要,目前硬件產品功能的同質化是一個非常普遍的現象,比如市場上火熱的智能手環產品,功能都大同小異,很難有競爭力。通信技術在物聯網產業的地位可謂舉足輕重。


那麼在物聯網通信技術中,有哪些無線技術應用較為廣泛呢,今天筆者就跟大家盤點一下。

盤點物聯網咽喉——常見的通信技術


1、藍牙Blue Tooth

藍牙Blue Tooth 一般用於近距離數據交換,目前在可穿戴智能產品、智慧醫療電子領域和智能家居領域舉足輕重。我們平時使用的藍牙功能,一般只能在較短距離(10M左右)以內進行數據傳輸,使用的範圍具有一定的侷限性。

2、紫蜂ZigBee

紫蜂 ZigBee 是一種低功耗的近距離無線通信技術,數傳模塊類似於移動網絡基站。在實際應用中人們發現,儘管藍牙技術有許多優點,但仍然存在著應用的侷限性。對於工業生產、智慧家居和遙測遙控等領域而言,藍牙技術較為複雜,不僅功耗大、距離短,搭建的組網規模也較小。紫蜂ZigBee協議的問世正好彌補了這些不足。

3、射頻RF

射頻電流Radio Frequency 簡稱射頻RF,它是一種高頻交流變化的電磁波。射頻系統是由標籤(Tag,即射頻卡)、天線和閱讀器三個部分組成,我們平時常用的門禁卡、食堂卡、公交卡等都屬於射頻通信系統設備。

4、Wi-Fi

Wi-Fi在我們的生活中非常常見,一線城市的幾乎所有公共場所均設有無線網絡,這是由於它的低成本和傳輸特性決定的。Wi-Fi是一種允許電子設備連接到一個無線局域網的技術,通常使用2.4G UHF或5G SHF ISM 射頻頻段,連接到無線局域網通常是有密碼保護的;但也可是開放的,這樣就允許任何在WLAN範圍內的設備可以連接上。

由於無線網絡的頻段在世界範圍內是無需任何電信運營執照的,因此WLAN無線設備提供了一個世界範圍內可以使用的,費用極其低廉且數據帶寬極高的無線空中接口。用戶可以在Wi-Fi覆蓋區域內快速瀏覽網頁,隨時隨地接聽撥打電話,有了Wi-Fi功能我們打長途電話、瀏覽網頁、收發電子郵件、音樂下載、數碼照片傳遞等,再無需擔心速度慢和花費高的問題。

無線網絡在掌上設備上應用越來越廣泛,而智能手機就是其中一份子。與早前應用於手機上的藍牙技術不同,Wi-Fi具有更大的覆蓋範圍和更高的傳輸速率,因此Wi-Fi手機成為了2010年移動通信業界的時尚潮流。

5、NFC

NFC是一種新興的技術,使用了NFC技術的設備可以在彼此靠近的情況下進行數據交換,是由非接觸式射頻識別(RFID)及互連互通技術整合演變而來,通過在單一芯片上集成感應式讀卡器、感應式卡片和點對點通信的功能,利用移動終端實現移動支付、門禁、身份識別等應用。

盤點物聯網咽喉——常見的通信技術


6、LoRa

LoRa是LPWAN通信技術中的一種,誕生於2013年8月,是美國Semtech公司採用和推廣的一種基於擴頻技術的超遠距離無線傳輸方案。這一方案改變了以往關於傳輸距離與功耗的折中考慮方式,為用戶提供一種簡單的能實現遠距離、長電池壽命(3-5年)、大容量的系統,進而擴展傳感網絡。目前,LoRa主要在全球免費頻段運行,包括433、868、915MHz等。

7、NB-IoT

基於蜂窩的窄帶物聯網(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT))構建於蜂窩網絡,只消耗大約180KHz的帶寬,可直接部署於GSM網絡、UMTS網絡或LTE網絡,支持低功耗設備在廣域網的蜂窩數據連接,也被叫作低功耗廣域網(LPWA)。NB-IoT支持待機時間長、對網絡連接要求較高設備的高效連接。據說NB-IoT設備電池壽命可以提高至至少10年,同時還能提供非常全面的室內蜂窩數據連接覆蓋。

8、IPv6/6Lowpan

基於IPv6的低速無線個域網標準,即IPv6 over IEEE 802.15.4。IEEE 802.15.4標準設計用於開發可以靠電池運行1到5年的緊湊型低功率廉價嵌入式設備(如傳感器)。該標準使用工作在2.4GHz頻段的無線電收發器傳送信息,使用的頻帶與Wi-Fi相同,但其射頻發射功率大約只有Wi-Fi的1%。6LoWPAN的出現使各類低功率無線設備能夠加入IP家庭中,與Wi-Fi、以太網以及其他類型的設備併網;IETF 6LoWPAN技術具有無線低功耗、自組織網絡的特點,是物聯網感知層、無線傳感器網絡的重要技術,ZigBee新一代智能電網標準中SEP2.0已經採用6LoWPAN技術,隨著美國智能電網的部署,6LoWPAN將成為事實標準,全面替代ZigBee標準。

9、RF433/315M

無線收發模組,採用射頻技術,工作在ISM頻段(433/315MHz),一般包含發射器和接收器,頻率穩定度高,諧波抑制性好,數據傳輸率1K~128Kbps,採用GFSK的調製方式具有超強的抗干擾能力。應用範圍: (1)無線抄表系統 (2)無線路燈控制系統(3)鐵路通信(4)航模無線遙控(5)無線安防報警(6)家居電器控制 (7)工業無線數據採集(8)無線數據傳輸。低功耗的RF433可在2.1-3.6V電壓範圍內工作,在1SEC週期輪詢喚醒省電模式(Polling mode)下,接收僅僅消耗不到20uA,一節3.6V/3.6A的鋰亞電池可工作10年以上。

10、Z-Wave

是由丹麥公司Zensys所一手主導的基於射頻的、低成本、低功耗、高可靠、適於網絡的短距離無線通信技術,工作頻帶為908.42MHz(美國)~868.42MHz(歐洲),採用FSK(BFSK/GFSK)調製方式,數據傳輸速率為9.6 kb~ 40kb/s,信號的有效覆蓋範圍在室內是30m,室外可超過100m,適合於窄寬帶應用場合。Z-Wave採用了動態路由技術,每一個Z-Wave網絡都擁有自己獨立的網絡地址(HomeID);網絡內每個節點的地址(NodeID),由控制節點(Controller)分配。每個網絡最多容納232個節點(Slave),包括控制節點在內。Zensys提供Windows開發用的動態庫(Dynamically Linked Library, DLL),開發者該DLL內的API函數來進行PC軟件設計。通過Z-Wave技術構建的無線網絡,不僅可以通過本網絡設備實現對家電的遙控,甚至可以通過Internet網絡對Z-Wave網絡中的設備進行控制。


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