為您的物聯(lián)網(wǎng)解決方案選擇合適的低功耗短程協(xié)議

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)中突飛猛進(jìn)地發(fā)展，具有從個(gè)人到工業(yè)領(lǐng)域的眾多用例。然而，技術(shù)進(jìn)步使得選擇無(wú)線連接來(lái)設(shè)計(jì)專注于特定行業(yè)需求的特定應(yīng)用變得困難。在此博客中，我們將更清楚地介紹可能的選項(xiàng)。我們將為每種流行的無(wú)線技術(shù)提供各種技術(shù)措施，并對(duì)其進(jìn)行廣泛的分類。在此基礎(chǔ)上，您可以決定哪種無(wú)線技術(shù)最適合您的 IoT 解決方案。該博客還將重點(diǎn)介紹每種技術(shù)的簡(jiǎn)要背景、每種協(xié)議的優(yōu)勢(shì)以及核心應(yīng)用領(lǐng)域。

做出決策的一些廣泛參數(shù)如下：

行業(yè)應(yīng)用類型

輕松訪問技術(shù)和硬件可用性

射頻頻段操作和應(yīng)用范圍

解決安全問題

技術(shù)支持

數(shù)據(jù)速率

1. 藍(lán)牙低功耗 （博美）

藍(lán)牙經(jīng)典， BLE的前身 由于其在智能手機(jī)中可用于音樂流，音頻通話而廣受歡迎。藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范由特別興趣小組（SIG）管理，該小組發(fā)布了藍(lán)牙5.0的最新規(guī)范。

BLE 5.0 在物聯(lián)網(wǎng)世界中變得越來(lái)越突出，因?yàn)樗哂酗@著的良好連接范圍以及將網(wǎng)格配置文件包含在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中.由于各種半導(dǎo)體公司主要采用BLE， 它是不同消費(fèi)行業(yè)中個(gè)性化物聯(lián)網(wǎng)解決方案的首選無(wú)線連接.

BLE的使用變得越來(lái)越流行，因?yàn)椴煌男袠I(yè)正在采用基于BLE的應(yīng)用程序并從中受益。讓我們以一些行業(yè)應(yīng)用程序變得非常流行為例， 使用 BLE 信標(biāo)的資產(chǎn)跟蹤解決方案.物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)在整個(gè)解決方案中起著非常關(guān)鍵的作用。另一個(gè)行業(yè)例子是在醫(yī)療保健領(lǐng)域，醫(yī)院可以使用BLE信標(biāo)腕帶供患者跟蹤他們的運(yùn)動(dòng)， 制造單元，他們可以使用BLE信標(biāo)跟蹤材料的運(yùn)動(dòng).BLE網(wǎng)關(guān)可以收集員工的職位并向移動(dòng)或云應(yīng)用程序報(bào)告.

如今， 在引入 BLE 5.0 網(wǎng)格配置文件之后，資產(chǎn)跟蹤解決方案正在與 BLE 網(wǎng)格一起制作.樓宇自動(dòng)化、商業(yè)照明和傳感器網(wǎng)絡(luò)是使用 BLE 5.0 網(wǎng)格的主要領(lǐng)域。

BLE也可用于需要設(shè)備和智能手機(jī)之間直接通信的應(yīng)用。例如， 在跟蹤大型商店特定部門的客戶流量時(shí)， BLE信標(biāo)可用于與客戶的智能手機(jī)進(jìn)行交互以獲取流量數(shù)據(jù).另一個(gè)例子是可穿戴智能設(shè)備，例如健身追蹤器——用戶的智能手機(jī)將直接與追蹤器交互以檢索健身數(shù)據(jù)。

以下是低功耗藍(lán)牙 （BLE 5.0） 的各種技術(shù)參數(shù)：

2. 鋸齒形

ZigBee協(xié)議早在工業(yè)自動(dòng)化中物聯(lián)網(wǎng)出現(xiàn)之前（1990年左右）就被使用。ZigBee在工業(yè)自動(dòng)化中很受歡迎，因?yàn)樗行У貏?chuàng)建了無(wú)線傳感器的無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng)（WPAN）。ZigBee聯(lián)盟成立于2005年，宣布了第一個(gè)ZigBee規(guī)范1.0。在此之前，ZigBee協(xié)議以IEE802.15.4-2003規(guī)范而聞名。ZigBee聯(lián)盟成立后，發(fā)布了進(jìn)一步的規(guī)范修訂版，最新的ZigBee 3.0。

ZigBee支持適應(yīng)性強(qiáng)的占空比，低覆蓋無(wú)線電和低數(shù)據(jù)速率，有助于實(shí)現(xiàn)超低功耗和效率。ZigBee的這一特性使其成為大規(guī)模創(chuàng)建WPAN的最突出標(biāo)準(zhǔn)。它支持網(wǎng)絡(luò)中的 65535 臺(tái)設(shè)備，以創(chuàng)建需要大型網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用程序。ZigBee還支持各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如星形和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)。

Zigbee技術(shù)與其他物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議相比的優(yōu)勢(shì)

該堆棧在所有層都是標(biāo)準(zhǔn)化的，這有助于跨不同供應(yīng)商的集成

支持高度可擴(kuò)展的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)（數(shù)千個(gè)）以及自我修復(fù)功能

低能耗

以下是ZigBee的各種技術(shù)參數(shù)：

3. Z波

Z-Wave主要用于家庭自動(dòng)化應(yīng)用。Z-Wave由丹麥公司Zensys于1999年推出。它支持網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)來(lái)通信設(shè)備到設(shè)備。Silicon Labs維護(hù)Z-Wave規(guī)范，并提供支持Z-Wave的芯片。Z-Wave 主要用于家庭自動(dòng)化應(yīng)用，因?yàn)樗诰W(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中最多支持 232 個(gè)節(jié)點(diǎn)，與其他協(xié)議相比，這個(gè)節(jié)點(diǎn)非常少。有兩種類型的設(shè)備，控制器和從設(shè)備?？刂破魍ǔ＿B接到互聯(lián)網(wǎng)，并用作通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程訪問從屬設(shè)備的網(wǎng)關(guān)。

要使用Z-Wave制造產(chǎn)品，需要從Silicon Labs購(gòu)買芯片，從Z-Wave Alliance購(gòu)買Z-Wave堆棧。此外，制造的產(chǎn)品需要 Z-Wave 聯(lián)盟的認(rèn)證。

以下是Z-Wave協(xié)議的各種技術(shù)參數(shù)：

4. 螺紋

線程是物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議歷史上的最新發(fā)明。它是一種基于 IPv6 的低功耗網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，適用于物聯(lián)網(wǎng)。2014年，Thread Group宣布成立。蘋果公司于 2018 年 8 月加入 Thread Group，這為獲得 Thread 協(xié)議的普及帶來(lái)了希望。

Thread在較低層使用6LoWPAN，并像其他協(xié)議一樣在2.4 GHz ISM頻段上運(yùn)行。線程在網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層之間具有清晰的分離。事實(shí)上，Thread 通過提供在 IPv6 上路由數(shù)據(jù)報(bào)的策略來(lái)定義網(wǎng)格。線程協(xié)議不跟蹤應(yīng)用程序?qū)訝顟B(tài)。在應(yīng)用層，可以使用像CoAP這樣的協(xié)議。因此，Thread 與標(biāo)準(zhǔn) TCP/IP 協(xié)議匹配，其中網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層不同。

線程協(xié)議更適合需要使用多個(gè)應(yīng)用協(xié)議的系統(tǒng)。應(yīng)用層應(yīng)該有低數(shù)據(jù)速率需求，并且應(yīng)該支持IPv6，這是最低要求。

在線程協(xié)議中，有一個(gè)稱為邊界路由器的邊緣路由器和多個(gè)從屬或終端設(shè)備。邊界路由器具有互聯(lián)網(wǎng)連接，并用作遠(yuǎn)程訪問終端設(shè)備的網(wǎng)關(guān)。如果在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中使用全局 IPv6 地址，則可以使用其 IPv6 地址直接訪問網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的任何終端設(shè)備。線程網(wǎng)絡(luò)中沒有單點(diǎn)故障。網(wǎng)絡(luò)會(huì)自動(dòng)修復(fù)。

最近，Thread Group 發(fā)布了 1.2 版本的 Thread 協(xié)議。線程協(xié)議正在住宅和商業(yè)環(huán)境中使用。為了進(jìn)一步擴(kuò)展線程協(xié)議的商業(yè)用途，Thread 1.2 添加了商業(yè)擴(kuò)展并改進(jìn)了特定功能。商業(yè)擴(kuò)展對(duì)調(diào)試過程、能夠在網(wǎng)絡(luò)上連接的設(shè)備數(shù)量以及這些網(wǎng)絡(luò)的配置和管理方式進(jìn)行了一些重要的改進(jìn)。

以下是線程協(xié)議的各種技術(shù)參數(shù)：

雖然上述信息非常有用，但由于它依賴于多個(gè)方面，但決定為您的應(yīng)用選擇低功耗無(wú)線技術(shù)仍然具有挑戰(zhàn)性，有時(shí)甚至是壓倒性的。

審核編輯：郭婷