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物联网入行攻略:从11种通信(IoT)协议开始

发布时间:2017-03-26作者:林静

目前,国际、国内众多通信标准同台竞技,精彩纷呈,十年之前2G网络让国内运营商借拇指经济赚得钵满盆溢,许多人看好这片市场,借此衍生彩铃、彩信等诸多明星产品,不过,时至今日,2G网络已完成网络基础建设使命,正垂垂老矣,走在逐步退出历史舞台的路上,十年前,谁能想象到今天这一幕?

物联网入行攻略:从11种通信(IoT)协议开始

Airiot 网络图片

今天的网络通信技术也是日新月异,有众所周知的WIFI、Bluetooth、Zigbee、2G、3G、4G蜂窝网络,也有新兴的LiFi、AirGig、量子通信等,更有物联网产业爆发前夜,市场衍生出来的一些比较有前景的通信技术,如以窄带物联网NB-IOT为代表的商业化应用,众多技术都是根据不同的应用场景,为解决不同现实问题而被开发出来。下面让我们见识一下这些技术到底应该如何应用?

蓝牙

重要的短距离通信技术,曾经因功耗过大备受非议,经过20多年漫长岁月的进化,如今已进入4.0+版本,传输速度和功耗控制都已经脱胎换骨,请看详细参数:

标准:蓝牙4.2核心规格

频率:2.4GHz(ISM)

范围:50-150米(智能/ BLE)

数据速率:1Mbps(智能/ BLE)

Zigbee

该技术市场化比较早,工业领域应用广泛,基于IEEE802.15.4协议,应用于100M内相对不频繁的数据交换,具有低功耗、高安全性、高扩展性、高节点数等优点,最新推出3.0版本,整合了各种基于Zigbee的无线标准为单一标准,一起看参数:

标准:基于IEEE802.15.4的ZigBee 3.0

频率:2.4GHz

范围:10-100米

数据速率:250kbps

Z波

Z-Wave是一种低功耗射频通信技术,主要用于诸如灯控制器和传感器之类的产品的家庭自动化。支持全网状网络,而不需要协调器节点,并且是非常可扩展的,可以控制多达232个设备。目前,唯一的芯片制造商是Sigma Designs。

标准:Z-Wave Alliance ZAD12837 / ITU-T G.9959

频率:900MHz(ISM)

范围:30m

数据速率:9.6 / 40 / 100kbit / S

6LowPAN

6LowPAN即IPv6低功率无线个人区域网络,它是基于IP(Internet Protocol)的技术。该标准一个关键的属性是IPv6(互联网协议版本6)堆栈,可以借此实现物联网,具有强大的可扩展性和自愈性。

标准:RFC6282

频率:(适用于各种其他网络媒体,包括蓝牙智能(2.4GHz)或ZigBee或低功率射频(亚1GHz)

范围:N / A

数据速率:N / A

线程

线程于2014年中推出,是一种针对家庭自动化环境的新型基于6LowPAN的IPv6网络协议。它基于各种标准,包括IEEE802.15.4(作为无线空中接口协议)、IPv6和6LoWPAN,并为物联网提供了一种弹性的基于IP的解决方案。

标准:线程,基于IEEE802.15.4和6LowPAN

频率:2.4GHz(ISM)

范围:N / A

数据速率:N / A

WIFI

目前,WIFI技术因基础架构广泛,并提供快速的数据传输和处理大量数据的能力,在局域网内办公或家庭环境中WiFi迅速普及,是为解决文件传输问题而开发的技术,在IOT应用方面,此技术功耗甚巨,尚无有效降低功耗的解决途径。

标准:基于802.11n(今天最常见的用途)

频率:2.4GHz和5GHz频段

范围:约50m

数据速率:最大600 Mbps,但根据所使用的通道频率和天线数量(最新的802.11-ac标准应提供500Mbps至1Gbps),150-200Mbps更为典型。

蜂窝

远距离蜂窝通信技术,现在正在服役的2G、3G、4G和GPRS等都是基于这个技术研发的产品,该领域的一个关键产品是SparqEE系列产品,包括原始的小型CELLv1.0低成本开发板和一系列与Raspberry Pi和Arduino平台一起使用的屏蔽连接板。

标准:GSM / GPRS / EDGE(2G),UMTS / HSPA(3G),LTE(4G)

频率:900/1800/1900 / 2100MHz

范围:GSM最大35km; HSPA最长200公里

数据速率(典型下载):35-170kps(GPRS),120-384kbps(EDGE),384Kbps-2Mbps(UMTS),600kbps-10Mbps(HSPA),3-10Mbps

NFC

近场通信技术,可以实现电子设备之间更简单、更安全的信息交互,比如线下异常火爆的非接触式支付交易,在智能手机上已经广泛应用。

标准:ISO / IEC 18000-3

频率:13.56MHz(ISM)

范围:10厘米

数据速率:100-420kbps

Sigfox

无需许可证,可以免费使用ISM频带,引用范围基于WiFi和蜂窝之间,适合低级别数据传输。该网络提供了一个强大的,功率高效和可扩展的网络,目前正在欧洲主要城市部署,Sigfox使用Silicon Labs等EZRadioPro无线收发器等硅片,为在1GHz以下频段工作的无线网络应用提供行业领先的无线性能,扩展范围和超低功耗。

标准:Sigfox

频率:900MHz

范围:30-50公里(农村环境),3-10公里(城市环境)

数据速率:10-1000bps

Neul

此技术与Sigfox相似,利用电视白空间频谱的小片,提供高可扩展性,高覆盖率,低功耗和低成本无线网络。Neul是一种专门为IoT设计的新型广域无线网络技术,与GPRS、3G、CDMA和LTE WAN解决方案属于同行正面竞争,在未来20年以内前景看好。

标准:Neul

频率:900MHz(ISM),458MHz(英国),470-790MHz(白色空间)

范围:10公里

数据速率:最少可达100kbps

LoRaWAN

Again在某些方面与Sigfox和Neul类似,LoRaWAN针对广域网(WAN)应用,旨在为具有特定功能的低功率WAN提供支持,以便在IoT,M2M和M2M中支持低成本移动安全双向通信智能城市和工业应用。针对低功耗优化并支持具有数百万和数百万台设备的大型网络,数据速率范围为0.3 kbps至50 kbps。

标准:LoRaWAN

频率:各种

范围:2-5公里(城市环境),15公里(郊区环境)

数据速率:0.3-50 kbps。

以上11种通信技术是目前比较有代表性的行业技术,在如今技术驱动科技进步的时代,老技术不断被颠覆、被碾压,为物联网而诞生的新技术层出不穷,我们相信,物与物的链接,没有边界,技术的进步,也会永无止境!

公司简介

宜科(天津)电子有限公司是中国工业自动化的领军企业,于2003年在天津投资成立,销售和服务网络覆盖全国。作为中国本土工业自动化产品的提供商和智能制造解决方案的供应商,宜科在汽车、汽车零部件、工程机械、机器人、食品制药、印刷包装、纺织机械、物流设备、电子制造等诸多领域占据领先地位。宜科为智慧工厂的整体规划实施提供自系统层、控制层、网络层到执行层自上而下的全系列服务,产品及解决方案涵盖但不局限于云平台、MES制造执行系统、工业现场总线、工业以太网、工业无线通讯、机器人及智能设备组成的自动化生产线、自动化电气控制系统集成、智能物流仓储系统等,以实现真正智能化的生产制造,从而带来生产力和生产效率的大幅提升,以及对生产灵活性和生产复杂性的管理能力的大幅提升。多年来,宜科以创新的技术、卓越的解决方案和产品坚持不懈地为中国制造业的发展提供全面支持,并以出众的品质和令人信赖的可靠性、领先的技术成就、不懈的创新追求,在业界独树一帜。帮助中国制造业转型升级,加速智能制造进程,成为中国工业4.0智慧工厂解决方案当之无愧的践行者。

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