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盘点物联网中常见通信方式

       早期的物联网多采用有线的方式,是指两个或者多个设备之间在近距离内的数据传输,为的是解决物物相连的问题,后期更多的是采用无线的方式传输;随着时代和技术的不断发展,社会进入了互联网+时代,各类传感器采集数据越来越丰富,大数据应用也随之而来,人们开始考虑把各类设备直接纳入互联网一方便数据采集、管理和分析计算。

       简而言之,物联网智能化已经不再局限于小型设备、小网络阶段,而是进入到完整的智能工业化领域,智能物联网化在大数据、云计算、虚拟现实上步入成熟,并纳入互联网+整个大生态环境。

       常见的物联网通信方式可以分为四类,如下图所示。

图1

1.有线传输

       有线传输是指设备之间用物理线直接相连,主要有:电线、同轴线、开关量、RS232串口、RS485、USB,这里选择常用的RS232、RS485、USB介绍。

       RS232串口:RS232串口是个人计算机上的通讯接口之一,通常以9个引脚(DB-9)或者25个引脚(DB-25)的形态出现,一般个人计算机上都会有两组RS232接口,分别为COM1和COM2。RS232属于单端信号发送,存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题,因此一般用于20m以内的通信,常用的串口线一般只有1-2米。

图2

        RS-485总线:当通信距离为几十米到上千米或者多设备联网需求时,RS232无法满足情况,则需要用到RS-485。RS-485采用平衡发送和差分接收,具有抑制共模干扰的能力,再加上总线收发器具有高灵敏度,能检测低至200mv的电压,使得传送信号能在千米以外得到回复。

       USB:通用串行总线,是一个外部总线标准,支持设备的即插即用和热插拔功能,具有传输速度快、使用方便、连接灵活、独立供电等特点。现今几乎所有的外部设备如可连接键盘、鼠标、打印机、扫描仪、摄像头、充电器、闪存盘、移动硬盘、外置光驱/软驱、USB网卡、ADSL Modem、Cable Modem、MP3、手机、数码相机等都已经使用USB串口,USB串口已成为个人电脑、智能设备的必备接口之一。

2.近距离无线传输

       设备之间用无线信号传输信息。主要有无线RF433/315M、蓝牙、Zigbee、Z-ware、IPv6/6Lowpan。

       RF433/315M:无线收发模组,采用射频技术,工作在ISM频段(433/315MHZ),一般包含发射器和接收器,频率稳定度高,谐波抑制性好,数据传输率1K~128Kbps,采用GFSK的调制方式具有超强的抗干扰能力。

       蓝牙:使用2.4—2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波、基于数据包、有着主从架构的一种无线技术标准,可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换。

       Zigbee:是基于IEEE802.15.4标准的低速、短距离、低功耗、双向无线通信技术的局域网通信协议,又称紫蜂协议。特点是近距离、低复杂度、自组织(自配置、自修复、自管理)、低功耗、低数据速率。

       Z-Wave:是由丹麦公司Zensys所一手主导的基于射频的、低成本、低功耗、高可靠、适于网络的短距离无线通信技术,工作频带为908.42MHz(美国)~868.42MHz(欧洲),采用FSK(BFSK/GFSK)调制方式,数据传输速率为9.6 kb~ 40kb/s,信号的有效覆盖范围在室内是30m,室外可超过100m,适合于窄宽带应用场合。

      IPv6/6Lowpan:基于IPv6的低速无线个域网标准,即IPv6 over IEEE 802.15.4。IEEE 802.15.4标准设计用于开发可以靠电池运行1到5年的紧凑型低功率廉价嵌入式设备(如传感器)。

3.移动空中网

      移动空中网3G/4G就不用介绍了,这是我们现代生活中处处可见的。

4.传统互联网

       传统互联网中的通信方式主要有WIFI和以太网这两种。

       WIFI:基于IEEE 802.11标准的无线局域网,可以看作是有线局域网的短距离无线延伸。组建WIFI只需要一个无线AP或是无线路由器就可以,成本较低。

       以太网:包括标准的以太网(10Mbit/s)、快速以太网(100Mbit/s)和10G(10Gbit/s)以太网。它们都符合IEEE802.3,IEEE802.3规定了包括物理层的连线、电信号和介质访问层协议的内容。


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