您的位置:4166.com > 仪器仪表 > 常见的物联网通信方式4166.com

常见的物联网通信方式4166.com

2019-11-06 06:39

ZigBee无线通信技术和蓝牙无线通信技术相类似,都是短距离无线通信技术,但是蓝牙无线通信技术存在许多的缺陷,如功耗大,复杂度高,通信距离短等,只适合家庭、个人使用。ZigBee技术的开发是为了满足工业自动化的需求,布局简单,抗干扰,传输可靠,使用方便,低成本,通信距离从蓝牙的10米开发从在空旷距离达数百米,室内能50米左右。

 

数传电台是指借助DSP数字信号处理技术和软件无线点技术实现的高性能专业数据传输电台。数传电台可以理解为一种通讯媒介,与光纤、微波一样,有一定的使用范围。数传电台的传输距离非常的远,适用与各种复杂的环境,传输速率为19.2Kbps,但终端设备费用较为昂贵,使用成本也高,安装起来较为复杂。

4166.com 1

传统数传电台

   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。  

物联网中涉及到的模块大多数是无线通信模块,简称无线模块。无线通信模块的原理是将电磁波信号发送或者接收且转换成我们能理解的信息。无线通信模块的作用是将物于物之间联系起来,让各类物联网终端设备实现信息传输能力,也让各种智能设备有一个物联网的信息接口。

  笔者对常用的物联网通信方式进行归纳总结分为四大种类,见下图:

市面上的无线通信模块种类有如此之多,我们又当如何去区分呢?基于不同的应用场景和用户需求开发出了不同无线通信技术,下面思为无线为大家详细解析一下。蓝牙

      LoRa:易于建设和部署的低功耗广域物联技术,使用线性调频扩频调制技术,即保持了像FSK(频移键控)调制相同的低功耗特性,又明显地增加了通信距离,同时提高了网络效率并消除了干扰,即不同扩频序列的终端即使使用相同的频率同时发送也不会相互干扰,因此在此基础上研发的集中器/网关(Concentrator/Gateway)能够并行接收并处理多个节点的数据,大大扩展了系统容量。主要在全球免费频段运行(即非授权频段),包括433、868、915 MHz等。LoRa网络主要由终端(内置LoRa模块)、网关(或称基站)、服务器和云四部分组成,应用数据可双向传输,传输距离可达15到20公里。

蓝牙无线技术的复杂性较高;设备联网速度快,10秒即可;集成度和可靠性非常高;传输速率一般为1Mbps;成本低廉,安装较为简单,是一款适合短距离无线通信技术。

 

蓝牙是我们日常接触较多一款无线通信模块,这门技术在1994年由当时的电信巨头爱立信公司发明,它是一种无线技术的标准,可以实现固定终端设备、移动终端设备和个人域网之间短距离的数据交换,使用2.4~2.485GHZ的ISM波段的UHF无线电波。

  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。

Wi-Fi无线技术大家都非常属性,是我们日常接触最多一项无线通信技术了。它是创建与IEEE 802.11标准的无线局域网技术。这项技术是将所有的有线网络信号传换成无线电波信号,其他终端设备通过无线通信模块连接上wifi,实现无线网络通信。

  互联网发展到现在,基本上所有的软件系统都运行在互联网基础上,人们从互联网上获取各类数据,进行交流沟通、工作,基本上所有人都知道互联网,这里只做简单描述。   

详情请点击:www.xmsensor.com,王春燕

3G/4G: 第三和第四代移动通信技术,4G是集3G与WLAN于一体,能够快速高质量地传输数据、图像、音频、视频等。4G可以在有线网没有覆盖的地方部署,能够以100Mbps以上的速度下载,能够满足几乎所有用户对于无线服务的要求,具有不可比拟的优越性。4G移动系统网络结构可分为三层:物理网络层、中间环境层、应用网络层。

Wi-Fi

  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,独立供电等优点。USB用一个4针(USB3.0标准为9针)插头作为标准插头,采用菊花链形式可以把所有的外设连接起来,最多可以连接127个外部设备,并且不会损失带宽。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机、手机、数码相机等几乎所有的外部设备。已成功替代串口和并口,并成为个人电脑、智能设备的必配接口之一。

ZigBee无线通信技术是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议,在2001年8月,正式成立,成立之初,由于推出的版本较为仓促,存在一定的错误,再后来的发展不断的完善。

 

Wi-Fi技术覆盖范围一般在100米之内,技术较为复杂,传输速率可达54Mbps,工作频段为2.4GHZ,发射功率低于100mw,相比较蓝牙无线通信,数据安全性能较差。但是wifi的发明非常符合现代化个人和社会需要,发展前景是非常巨大的。

4、移动空中网

ZigBee

   随着时代进步和发展,社会逐步进入互联网+,各类传感器采集数据越来越丰富,大数据应用随之而来,人们考虑把各类设备直接纳入互联网以方便数据采集、管理以及分析计算。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。

NB-IoT(基于蜂窝的窄带物联网(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT))构建于蜂窝网络,只消耗大约180KHz的带宽,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,也被叫作低功耗广域网(LPWA)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至至少10年,同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。

  设备之间用物理线直接相连,不是很方便。主要有电线载波或载频、同轴线、开关量信号线、RS232串口、RS485、USB,这里只对常用的RS232串口、RS485、USB做介绍。

4166.com 2

GPRS(General Packet Radio Service)是通用分组无线服务技术的简称,它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务,属于第二代移动通信中的数据传输技术,介于2G和3G之间的技术,也被称为2.5G,可说是GSM的延续。GPRS以封包(Packet)式来传输,传输速率可提升至56~114Kbps。

 

 4166.com 3

4166.com 4  

  蓝牙(Bluetooth):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。由蓝牙技术联盟(SIG)管理,IEEE将蓝牙技术列为IEEE 802.15.1,但如今已不再维持该标准,蓝牙技术拥有一套专利网络,可发放给符合标准的设备。蓝牙使用跳频技术,将传输的数据分割成数据包,通过79个指定的蓝牙频道分别传输数据包。每个频道的频宽为1 MHz。蓝牙4.0使用2 MHz 间距,可容纳40个频道。质量好的无线蓝牙耳机电池可以使用时间一般是2-3年,通常是数周。

   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。Z-Wave采用了动态路由技术,每一个Z-Wave网络都拥有自己独立的网络地址(HomeID);网络内每个节点的地址(NodeID),由控制节点(Controller)分配。每个网络最多容纳232个节点(Slave),包括控制节点在内。Zensys提供Windows开发用的动态库(Dynamically Linked Library, DLL),开发者该DLL内的API函数来进行PC软件设计。通过Z-Wave技术构建的无线网络,不仅可以通过本网络设备实现对家电的遥控,甚至可以通过Internet网络对Z-Wave网络中的设备进行控制。

  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。ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等,其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准的规定,主要用于传感控制应用(Sensor and Control)。可工作在2.4GHz(全球流行)、868MHz(欧洲流行)和915 MHz(美国流行)3个频段上,分别具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输速率,单点传输距离在10-75m的范围内, ZigBee是可由一个到65535个无线数传模块组成的一个无线数传网络平台,在整个网络范围内,每一个ZigBee网络数传模块之间可以相互通信,从标准的75m距离进行无限扩展。ZigBee 节点非常省电,其电池工作时间可以长达6 个月到2 年左右,在休眠模式下可达10 年,下图是Zigbee的组网图(该图来源于网上):

   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。应用范围: (1)无线抄表系统 (2)无线路灯控制系统(3)铁路通信(4)航模无线遥控(5)无线安防报警(6)家居电器控制 (7)工业无线数据采集(8)无线数据传输。低功耗的RF433可在2.1-3.6V电压范围内工作,在1SEC周期轮询唤醒省电模式(Polling mode)下,接收仅仅消耗不到20uA,一节3.6V/3.6A的锂亚电池可工作10年以上。

本文由4166.com发布于仪器仪表,转载请注明出处:常见的物联网通信方式4166.com

关键词: