不可不知的@@十@@一@@@@个物联网@@协议@@@@

电子@@工程师和@@物联网@@@@(IoT)的@@产品和@@系统的@@应用@@程序@@开发人员都有一@@个几乎令人迷惑的@@连接选项@@。

许多通信技术@@是@@众所周知的@@@@,如@@WiFi,蓝牙@@,ZigBee和@@2G / 3G / 4G蜂窝@@,但也有几个新兴的@@新兴网@@络选项@@,如@@线程@@作为家庭自动化应用@@的@@替代品@@,以及在@@主要城市实施的@@空白电视技术@@用于更广泛的@@基于@@@@IoT的@@用例@@。根据应用@@@@,范围@@,数据要求@@,安全性和@@功率需求以及电池寿命等@@因素将决定某种形式的@@技术@@@@组合的@@选择@@。这些是@@向开发人员提供@@的@@一@@些主要通信技术@@@@。

一@@、蓝牙@@

重要的@@短距离通信技术@@当然是@@蓝牙@@技术@@@@,在@@计算和@@许多消费品市场中已经变得非常重要@@。预计这是@@可穿戴产品的@@关键@@,特别是@@连接到物联网@@@@,尽管可能通过智能@@手机在@@许多情况下@@。新的@@蓝牙@@低功耗@@(BLE)或@@蓝牙@@智能@@@@(如@@现在@@已被标注@@)是@@物联网@@应用@@的@@重要协议@@@@。重要的@@是@@@@,虽然它提供@@了与@@蓝牙@@类似@@的@@范围@@@@,但它的@@设计旨在@@显着降低功耗@@。

但是@@@@,Smart / BLE并不是@@真正设计用于文件传输@@,更适合于小块数据@@。鉴于其在@@智能@@手机和@@许多其他移动设备@@上的@@广泛集成@@,因此在@@许多竞争技术@@的@@个人设备@@环境中肯定具有重大优势@@。根据蓝牙@@@@SIG,超过@@90%的@@蓝牙@@智能@@手机@@,包括@@iOS,Android和@@Windows的@@型号@@,预计到@@2018年@@将@@“智能@@就绪@@”。

使用蓝牙@@智能@@功能的@@设备@@包含了基于@@射频收发器@@,基带和@@协议@@栈的@@基本数据速率@@和@@低能量核心配置的@@蓝牙@@核心规范版本@@@@4.0(或@@更高版本@@@@ - 2014年@@底最新版本@@@@4.2) 。重要的@@是@@@@,版本@@4.2通过其互联网@@协议@@支持配置文件将允许蓝牙@@智能@@传感器通过@@6LoWPAN连接直接访问互联网@@@@(下面更多@@)。这种@@IP连接使得可以使用现有的@@@@IP基础设施来管理蓝牙@@智能@@边缘设备@@@@。有关蓝牙@@@@4.2的@@更多信息@@,可从@@RS获得各种@@蓝牙@@模块@@。

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)

二@@、Zigbee

ZigBee像蓝牙@@一@@样具有大量的@@操作基础@@,尽管传统上在@@工业环境中也是@@如@@此@@。 ZigBee PRO和@@ZigBee远程控制@@(RF4CE)以及其他可用的@@@@ZigBee配置文件均基于@@@@IEEE802.15.4协议@@,该协议@@是@@以@@2.4GHz为目标的@@行业标准@@无线网@@络技术@@@@,针对的@@应用@@程序@@需要相对不频繁的@@数据交换@@,在@@限制区域内的@@距离在@@@@100米@@范围@@内@@,例如@@@@在@@家庭或@@建筑物中@@。

ZigBee / RF4CE在@@复杂系统中具有一@@些显着的@@优势@@,提供@@低功耗操作@@,高安全性@@,鲁棒性和@@高可扩展性@@,具有高节点数量@@,并且有能力利用@@M2M和@@IoT应用@@中的@@无线控制和@@传感器网@@络@@。 ZigBee的@@最新版本@@是@@最近推出的@@@@3.0版本@@,它基本上是@@将各种@@@@ZigBee无线标准@@统一@@为单一@@标准@@@@。 ZigBee开发的@@示例产品和@@套件包括@@@@TI的@@CC2538SF53RTQT ZigBee片上系统集成电路和@@@@CC2538 ZigBee开发套件@@。

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

三@@、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@@。针对数据速率@@高达@@100kbit / s的@@小数据数据包@@的@@可靠和@@低延迟通信进行了优化@@,其工作@@在@@@@1GHz频段@@,并且不受@@WiFi和@@其他无线技术@@在@@@@2.4 GHz范围@@内的@@干扰@@,如@@蓝牙@@或@@@@ZigBee。它支持全网@@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@@@@。 Z-Wave使用比其他一@@些更简单的@@协议@@@@,可以实现更快更简单的@@开发@@,但与@@其他无线技术@@@@(如@@ZigBee等@@)的@@多种来源相比@@,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

四@@、6LowPAN

基于@@IP(Internet Protocol)的@@技术@@@@是@@@@6LowPAN(IPv6低功率无线个人区域网@@络@@)。 6LowPAN不是@@像蓝牙@@或@@@@ZigBee这样的@@@@IoT应用@@协议@@@@技术@@@@,而是@@一@@种定义封装和@@头压缩机制的@@网@@络协议@@@@@@。该标准@@具有频带@@和@@物理层的@@自由度@@,也可以在@@多种通信平台上使用@@,包括@@以太网@@@@,Wi-Fi,802.15.4和@@sub-1GHz ISM。一@@个关键的@@属性是@@@@IPv6(互联网@@协议@@版本@@@@6)堆栈@@,这是@@近年@@来非常重要的@@介绍@@,以实现物联网@@@@。 IPv6是@@IPv4的@@后继者@@,为世界上每个人提供@@大约@@@@5 x 1028个地址@@,使世界上任何嵌入式对象或@@设备@@都拥有自己的@@唯一@@@@IP地址并连接到互联网@@@@。例如@@@@,IPv6专为家庭或@@楼宇自动化设计@@,提供@@了一@@种基本的@@传输机制@@,可以通过低功耗无线网@@络以成本效益的@@方式生产复杂的@@控制系统和@@与@@设备@@进行通信@@。

该标准@@旨在@@通过基于@@@@IEEE802.15.4的@@网@@络发送@@IPv6数据包@@,并实施开放@@IP标准@@,包括@@TCP,UDP,HTTP,COAP,MQTT和@@Websockets,该标准@@提供@@端对端可寻址节点@@,允许路由器将网@@络连接到@@IP。 6LowPAN是@@一@@种网@@状网@@络@@,具有强大的@@可扩展性和@@自愈性@@。网@@状路由器设备@@可以路由指定给其他设备@@的@@数据@@,而主机能够长时间睡眠@@。这里有@@6LowPAN的@@解释@@,TI提供@@。

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

五@@、线程@@

线程@@是@@一@@种针对家庭自动化环境的@@新型基于@@@@IP的@@IPv6网@@络协议@@@@。基于@@6LowPAN,也喜欢它@@,它不是@@像蓝牙@@或@@@@@@ZigBee这样的@@@@IoT应用@@协议@@@@。然而@@,从应用@@的@@角度来看@@,它主要被设计为@@WiFi的@@补充@@,因为它识别出@@WiFi对于许多消费者设备@@而言是@@有利的@@@@,它在@@家庭自动化设置中使用的@@限制@@。

线程@@组于@@2014年@@中推出@@,免版税协议@@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@@。 Thread专为从现有的@@@@IEEE802.15.4无线芯片@@供应商@@(如@@飞思卡尔和@@@@Silicon Labs)工作@@,Thread支持使用@@IEEE802.15.4无线电收发器的@@网@@状网@@络@@,能够处理多达@@250个具有高级别身份验证和@@加密的@@节点@@。相对简单的@@软件升级应允许用户在@@现有的@@支持@@IEEE802.15.4的@@设备@@上运行线程@@@@。

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

六@@、无线上网@@@@(WIFI)

WiFi连接通常是@@许多开发人员的@@明显选择@@,特别是@@考虑到局域网@@内家庭环境中@@WiFi的@@普及@@。除了明确指出@@,现有基础架构广泛@@,并提供@@快速的@@数据传输和@@处理大量数据的@@能力@@,这不需要进一@@步的@@解释@@@@。

目前@@,在@@家庭和@@许多企业中使用的@@最常见的@@@@WiFi标准@@是@@@@802.11n,其提供@@了在@@数百兆比特每秒的@@严格吞吐量@@,这对于文件传输是@@很好的@@@@,但对于许多@@IoT应用@@来说可能太耗电了@@。 RS提供@@了一@@系列用于构建基于@@@@WiFi的@@应用@@的@@@@RF开发套件@@。

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@@。

七@@、蜂窝@@

需要更长距离运行的@@@@IoT应用@@程序@@可以利用@@GSM / 3G / 4G蜂窝@@通信功能@@。虽然蜂窝@@电话显然能够发送大量的@@数据@@,特别是@@对于@@4G,但对于许多@@应用@@来说@@,费用和@@功耗将会太高@@,但是@@@@对于传输速度非常低的@@基于@@传感器的@@低带宽数据项目来说@@,这是@@非常理想的@@互联网@@上的@@数据量@@。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

八@@、NFC

NFC(近场通信@@)是@@一@@种技术@@@@,能够实现电子@@设备@@之间的@@简单和@@安全的@@双向交互@@,特别适用于智能@@手机@@,允许消费者执行非接触式支付交易@@,访问数字内容和@@连接电子@@设备@@@@。本质上它扩展了非接触式卡技术@@的@@能力@@,并使设备@@能够在@@距离小于@@4cm的@@情况下共享信息@@。此处提供@@更多信息@@。

标准@@:ISO / IEC 18000-3

频率@@:13.56MHz(ISM)

范围@@:10厘米@@@@

数据速率@@:100-420kbps

九@@、Sigfox

标题另一@@种广泛的@@技术@@@@是@@@@@@Sigfox,它的@@范围@@在@@@@WiFi和@@蜂窝@@之间@@。它使用可免费使用的@@@@ISM频带@@,而不需要获取许可证@@,以便在@@@@非常窄的@@频谱@@范围@@内将数据传输到连接对象和@@从连接对象传输数据@@。 Sigfox的@@想法是@@@@,对于运行在@@小型电池上的@@许多@@M2M应用@@程序@@,只需要低级别的@@数据传输@@,则@@WiFi的@@范围@@太短@@,而蜂窝@@电话太贵@@,并且功耗太大@@。 Sigfox使用一@@种称为超窄带@@(UNB)的@@技术@@@@,仅用于处理每秒@@10至@@1,000位的@@低数据传输速度@@。与@@5000微瓦@@相比@@,蜂窝@@通信消耗的@@电量仅为@@50微瓦@@,或@@者可以通过@@2.5Ah电池提供@@典型的@@待机时间@@20年@@,而蜂窝@@电话仅为@@0.2年@@。

已经部署在@@成千上万个连接对象中@@,该网@@络目前@@正在@@欧洲主要城市推出@@,其中包括@@英国@@的@@十@@个城市@@。该网@@络提供@@了一@@个强大的@@@@,功率高效和@@可扩展的@@网@@络@@,可以与@@数百万个电池供电设备@@在@@几平方公里@@的@@区域进行通信@@,使其适用于预期包括@@智能@@电表@@,病人监视器@@,安全设备@@@@,街道照明和@@环境传感器@@。 Sigfox系统使用@@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

十@@、Neul

与@@Sigfox相似@@,在@@1GHz频段@@内运行@@,Neul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@@。系统基于@@@@Iceni芯片@@,其使用白色空间@@@@无线电进行通信@@,以访问高质量的@@@@UHF频谱@@,由于模拟到数字电视转换@@,现在@@可用@@。通信技术@@称为无重量@@,是@@一@@种为@@IoT设计的@@新型广域无线网@@络技术@@@@,与@@现有的@@@@GPRS,3G,CDMA和@@LTE WAN解决方案大有竞争@@。数据速率@@可以是@@在@@同一@@个单一@@链路上从每秒几位到@@100kbps的@@任何数据速率@@@@;并且设备@@可以从@@2xAA电池消耗少至@@@@20至@@30mA,这意味着在@@现场@@10至@@15年@@。

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

十@@一@@@@、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。

文章来源@@:智慧计算@@