物聯(lián)網(wǎng)入行攻略：從11種通信（IoT）協(xié)議開始

目前，國際、國內(nèi)眾多通信標(biāo)準(zhǔn)同臺(tái)競技，精彩紛呈，十年之前2G網(wǎng)絡(luò)讓國內(nèi)運(yùn)營商借拇指經(jīng)濟(jì)賺得缽滿盆溢，許多人看好這片市場(chǎng)，借此衍生彩鈴、彩信等諸多明星產(chǎn)品，不過，時(shí)至今日，2G網(wǎng)絡(luò)已完成網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)使命，正垂垂老矣，走在逐步退出歷史舞臺(tái)的路上，十年前，誰能想象到今天這一幕？

今天的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)也是日新月異，有眾所周知的WIFI、Bluetooth、Zigbee、2G、3G、4G蜂窩網(wǎng)絡(luò)，也有新興的LiFi、AirGig、量子通信等，更有物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)爆發(fā)前夜，市場(chǎng)衍生出來的一些比較有前景的通信技術(shù)，如以窄帶物聯(lián)網(wǎng)NB－IOT為代表的商業(yè)化應(yīng)用，眾多技術(shù)都是根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，為解決不同現(xiàn)實(shí)問題而被開發(fā)出來。下面讓我們見識(shí)一下這些技術(shù)到底應(yīng)該如何應(yīng)用？

藍(lán)牙

重要的短距離通信技術(shù)，曾經(jīng)因功耗過大備受非議，經(jīng)過20多年漫長歲月的進(jìn)化，如今已進(jìn)入4．0＋版本，傳輸速度和功耗控制都已經(jīng)脫胎換骨，請(qǐng)看詳細(xì)參數(shù)：

標(biāo)準(zhǔn)：藍(lán)牙4．2核心規(guī)格

頻率：2．4GHz（ISM）

范圍：50－150米（智能／ BLE）

數(shù)據(jù)速率：1Mbps（智能／ BLE）

Zigbee

該技術(shù)市場(chǎng)化比較早，工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，基于IEEE802．15．4協(xié)議，應(yīng)用于100M內(nèi)相對(duì)不頻繁的數(shù)據(jù)交換，具有低功耗、高安全性、高擴(kuò)展性、高節(jié)點(diǎn)數(shù)等優(yōu)點(diǎn)，最新推出3．0版本，整合了各種基于Zigbee的無線標(biāo)準(zhǔn)為單一標(biāo)準(zhǔn)，一起看參數(shù)：

標(biāo)準(zhǔn)：基于IEEE802．15．4的ZigBee 3．0

頻率：2．4GHz

范圍：10－100米

數(shù)據(jù)速率：250kbps

Z波

Z－Wave是一種低功耗射頻通信技術(shù)，主要用于諸如燈控制器和傳感器之類的產(chǎn)品的家庭自動(dòng)化。支持全網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，而不需要協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)，并且是非?？蓴U(kuò)展的，可以控制多達(dá)232個(gè)設(shè)備。目前，唯一的芯片制造商是Sigma Designs。

標(biāo)準(zhǔn)：Z－Wave Alliance ZAD12837 ／ ITU－T G．9959

頻率：900MHz（ISM）

范圍：30m

數(shù)據(jù)速率：9．6 ／ 40 ／ 100kbit ／ S

6LowPAN

6LowPAN即IPv6低功率無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，它是基于IP（Internet Protocol）的技術(shù)。該標(biāo)準(zhǔn)一個(gè)關(guān)鍵的屬性是IPv6（互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議版本6）堆棧，可以借此實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)，具有強(qiáng)大的可擴(kuò)展性和自愈性。

標(biāo)準(zhǔn)：RFC6282

頻率：（適用于各種其他網(wǎng)絡(luò)媒體，包括藍(lán)牙智能（2．4GHz）或ZigBee或低功率射頻（亞1GHz）

范圍：N ／ A

數(shù)據(jù)速率：N ／ A

線程

線程于2014年中推出，是一種針對(duì)家庭自動(dòng)化環(huán)境的新型基于6LowPAN的IPv6網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。它基于各種標(biāo)準(zhǔn)，包括IEEE802．15．4（作為無線空中接口協(xié)議）、IPv6和6LoWPAN，并為物聯(lián)網(wǎng)提供了一種彈性的基于IP的解決方案。

標(biāo)準(zhǔn)：線程，基于IEEE802．15．4和6LowPAN

頻率：2．4GHz（ISM）

范圍：N ／ A

數(shù)據(jù)速率：N ／ A

WIFI

目前，WIFI技術(shù)因基礎(chǔ)架構(gòu)廣泛，并提供快速的數(shù)據(jù)傳輸和處理大量數(shù)據(jù)的能力，在局域網(wǎng)內(nèi)辦公或家庭環(huán)境中WiFi迅速普及，是為解決文件傳輸問題而開發(fā)的技術(shù)，在IOT應(yīng)用方面，此技術(shù)功耗甚巨，尚無有效降低功耗的解決途徑。

標(biāo)準(zhǔn)：基于802．11n（今天最常見的用途）

頻率：2．4GHz和5GHz頻段

范圍：約50m

數(shù)據(jù)速率：最大600 Mbps，但根據(jù)所使用的通道頻率和天線數(shù)量（最新的802．11－ac標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)提供500Mbps至1Gbps），150－200Mbps更為典型。

蜂窩

遠(yuǎn)距離蜂窩通信技術(shù)，現(xiàn)在正在服役的2G、3G、4G和GPRS等都是基于這個(gè)技術(shù)研發(fā)的產(chǎn)品，該領(lǐng)域的一個(gè)關(guān)鍵產(chǎn)品是SparqEE系列產(chǎn)品，包括原始的小型CELLv1．0低成本開發(fā)板和一系列與Raspberry Pi和Arduino平臺(tái)一起使用的屏蔽連接板。

標(biāo)準(zhǔn)：GSM ／ GPRS ／ EDGE（2G），UMTS ／ HSPA（3G），LTE（4G）

頻率：900／1800／1900 ／ 2100MHz

范圍：GSM最大35km； HSPA最長200公里

數(shù)據(jù)速率（典型下載）：35－170kps（GPRS），120－384kbps（EDGE），384Kbps－2Mbps（UMTS），600kbps－10Mbps（HSPA），3－10Mbps

NFC

近場(chǎng)通信技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備之間更簡單、更安全的信息交互，比如線下異常火爆的非接觸式支付交易，在智能手機(jī)上已經(jīng)廣泛應(yīng)用。

標(biāo)準(zhǔn)：ISO ／ IEC 18000－3

頻率：13．56MHz（ISM）

范圍：10厘米

數(shù)據(jù)速率：100－420kbps

Sigfox

無需許可證，可以免費(fèi)使用ISM頻帶，引用范圍基于WiFi和蜂窩之間，適合低級(jí)別數(shù)據(jù)傳輸。該網(wǎng)絡(luò)提供了一個(gè)強(qiáng)大的，功率高效和可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)，目前正在歐洲主要城市部署，Sigfox使用Silicon Labs等EZRadioPro無線收發(fā)器等硅片，為在1GHz以下頻段工作的無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供行業(yè)領(lǐng)先的無線性能，擴(kuò)展范圍和超低功耗。

標(biāo)準(zhǔn)：Sigfox

頻率：900MHz

范圍：30－50公里（農(nóng)村環(huán)境），3－10公里（城市環(huán)境）

數(shù)據(jù)速率：10－1000bps

Neul

此技術(shù)與Sigfox相似，利用電視白空間頻譜的小片，提供高可擴(kuò)展性，高覆蓋率，低功耗和低成本無線網(wǎng)絡(luò)。Neul是一種專門為IoT設(shè)計(jì)的新型廣域無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與GPRS、3G、CDMA和LTE WAN解決方案屬于同行正面競爭，在未來20年以內(nèi)前景看好。

標(biāo)準(zhǔn)：Neul

頻率：900MHz（ISM），458MHz（英國），470－790MHz（白色空間）

范圍：10公里

數(shù)據(jù)速率：最少可達(dá)100kbps

LoRaWAN

Again在某些方面與Sigfox和Neul類似，LoRaWAN針對(duì)廣域網(wǎng)（WAN）應(yīng)用，旨在為具有特定功能的低功率WAN提供支持，以便在IoT，M2M和M2M中支持低成本移動(dòng)安全雙向通信智能城市和工業(yè)應(yīng)用。針對(duì)低功耗優(yōu)化并支持具有數(shù)百萬和數(shù)百萬臺(tái)設(shè)備的大型網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)速率范圍為0．3 kbps至50 kbps。

標(biāo)準(zhǔn)：LoRaWAN

頻率：各種

范圍：2－5公里（城市環(huán)境），15公里（郊區(qū)環(huán)境）

數(shù)據(jù)速率：0．3－50 kbps。

以上11種通信技術(shù)是目前比較有代表性的行業(yè)技術(shù)，在如今技術(shù)驅(qū)動(dòng)科技進(jìn)步的時(shí)代，老技術(shù)不斷被顛覆、被碾壓，為物聯(lián)網(wǎng)而誕生的新技術(shù)層出不窮，我們相信，物與物的鏈接，沒有邊界，技術(shù)的進(jìn)步，也會(huì)永無止境！