十大物聯(lián)網(wǎng)通訊技術解析

在實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的通訊技術里面，藍牙、zigbee、Wi-Fi、GPRS、NFC等是應用最為廣泛的無線技術。除了這些，還有很多無線技術，它們在各自適合的場景里默默耕耘，扮演著不可或缺的角色?，F(xiàn)在隨著物聯(lián)網(wǎng)解決方案供應商云里物里科技一起來看下常見的十大無線通訊技術優(yōu)劣及應用場景。

十大物聯(lián)網(wǎng)通訊技術優(yōu)劣及應用場景

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1、藍牙的技術特點

藍牙是一種無線技術標準，可實現(xiàn)固定設備、移動設備和樓宇個人域網(wǎng)之間的短距離數(shù)據(jù)交換，藍牙可連接多個設備，克服了數(shù)據(jù)同步的難題。藍牙技術最初由電信巨頭愛立信公司于1994年創(chuàng)制。如今藍牙由藍牙技術聯(lián)盟管理，藍牙技術聯(lián)盟在全球擁有超過25,000家成員公司，它們分布在電信、計算機、網(wǎng)絡、和消費電子等多重領域。

藍牙技術的特點包括采用跳頻技術，抗信號衰落;快跳頻和短分組技術能減少同頻干擾，保證傳輸?shù)目煽啃?前向糾錯編碼技術可減少遠距離傳輸時的隨機噪聲影響;用FM調制方式降低設備的復雜性等。其中藍牙核心規(guī)格是提供兩個或以上的微微網(wǎng)連接以形成分布式網(wǎng)絡，讓特定的設備在這些微微網(wǎng)中自動同時地分別扮演主和從的角色。藍牙主設備最多可與一個微網(wǎng)中的七個設備通訊， 設備之間可通過協(xié)議轉換角色，從設備也可轉換為主設備。

2、ZigBee的技術特點

與藍牙技術不同，ZigBee技術是一種短距離、低功耗、便宜的無線通信技術，它是一種低速短距離傳輸?shù)臒o線網(wǎng)絡協(xié)議。這一名稱來源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動翅膀(bee)的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構成了群體中的通信網(wǎng)絡。

ZigBee的特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率，ZigBee協(xié)議從下到上分別為物理層、媒體訪問控制層、傳輸層、網(wǎng)絡層、應用層等，其中物理層和媒體訪問控制層遵循IEEE 802.15.4標準的規(guī)定。ZigBee技術適合用于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備。

3、Wi-Fi的技術特點

Wi-Fi在我們的生活中非常常見，一線城市的幾乎所有公共場所均設有無線網(wǎng)絡，這是由于它的低成本和傳輸特性決定的。Wi-Fi是一種允許電子設備連接到一個無線局域網(wǎng)的技術，通常使用2.4G UHF或5G SHF ISM 射頻頻段，連接到無線局域網(wǎng)通常是有密碼保護的;但也可是開放的，這樣就允許任何在WLAN范圍內(nèi)的設備可以連接上。

由于無線網(wǎng)絡的頻段在世界范圍內(nèi)是無需任何電信運營執(zhí)照的，因此WLAN無線設備提供了一個世界范圍內(nèi)可以使用的，費用極其低廉且數(shù)據(jù)帶寬極高的無線空中接口。用戶可以在Wi-Fi覆蓋區(qū)域內(nèi)快速瀏覽網(wǎng)頁，隨時隨地接聽撥打電話，有了Wi-Fi功能我們打長途電話、瀏覽網(wǎng)頁、收發(fā)電子郵件、音樂下載、數(shù)碼照片傳遞等，再無需擔心速度慢和花費高的問題。

無線網(wǎng)絡在掌上設備上應用越來越廣泛，而智能手機就是其中一份子。與早前應用于手機上的藍牙技術不同，Wi-Fi具有更大的覆蓋范圍和更高的傳輸速率，因此Wi-Fi手機成為了2010年移動通信業(yè)界的時尚潮流。

4、LiFi的技術特點

LiFi也叫可見光無線通信，它是一種利用可見光波譜進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜聼o線傳輸技術，由英國愛丁堡大學電子通信學院移動通信系主席、德國物理學家哈拉爾德?哈斯教授發(fā)明。LiFi是運用已鋪設好的設備，通過在燈泡上植入一個微小的芯片形成類似于WiFi熱點的設備，使終端隨時能接入網(wǎng)絡。

該技術最大的特點是通過改變房間照明光線的閃爍頻率進行數(shù)據(jù)傳輸，只要在室內(nèi)開啟電燈，無需WiFi也便可接入互聯(lián)網(wǎng)，未來在智能家居中有著廣泛的應用前景。

5、GPRS的技術特點

GPRS我們可以說非常熟悉了，它是GSM移動電話用戶可用的一種移動數(shù)據(jù)業(yè)務，屬于第二代移動通信中的數(shù)據(jù)傳輸技術。GPRS可說是GSM的延續(xù)，GPRS和以往連續(xù)在頻道傳輸?shù)姆绞讲煌且苑獍絹韨鬏?，因此使用者所負擔的費用是以其傳輸資料單位計算，并非使用其整個頻道，理論上較為便宜。

GPRS是介于2G和3G之間的技術，也被稱為2.5G，它為實現(xiàn)從GSM向3G的平滑過渡奠定了基礎。隨著移動通信技術發(fā)展，3G、4G、5G技術均被研發(fā)出來，GPRS也逐漸被這些技術所取代。

6、Z-Wave的技術特點

Z-Wave是一種新興的基于射頻的、低成本、低功耗、高可靠、適于網(wǎng)絡的短距離無線通信技術，由丹麥公司Zensys所一手主導的無線組網(wǎng)規(guī)格。工作頻帶為908.42MHz(美國)~868.42MHz(歐洲)，采用FSK(BFSK/GFSK)調制方式，數(shù)據(jù)傳輸速率為9.6 kbps，適合于窄寬帶應用場合。

隨著通信距離的增大，設備的復雜度、功耗以及系統(tǒng)成本都在增加，相對于現(xiàn)有的各種無線通信技術，Z-Wave技術將是最低功耗和最低成本的技術，有力地推動著低速率無線個人區(qū)域網(wǎng)。

7、射頻433的技術特點

射頻433也叫無線收發(fā)模組，采用射頻技術，由全數(shù)字科技生產(chǎn)的單IC 射頻前段與ATMEL的AVR單片機組成，可高速傳輸數(shù)據(jù)信號的微型收發(fā)信機，無線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行打包﹑檢錯﹑糾錯處理。

射頻433技術的應用范圍包括無線POS機、PDA等無線智能終端、安防、機房設備無線監(jiān)控、門禁系統(tǒng)。交通、氣象、環(huán)境數(shù)據(jù)采集、智能小區(qū)、樓宇自動化、PLC、物流追蹤、倉庫巡檢等領域。

8、NFC的技術特點

NFC是一種新興的技術，使用了NFC技術的設備可以在彼此靠近的情況下進行數(shù)據(jù)交換，是由非接觸式射頻識別(RFID)及互連互通技術整合演變而來，通過在單一芯片上集成感應式讀卡器、感應式卡片和點對點通信的功能，利用移動終端實現(xiàn)移動支付、門禁、身份識別等應用。

近場通信技術實現(xiàn)了電子支付、身份認證、票務、數(shù)據(jù)交換、防偽、廣告等多種功能，它改變了用戶使用移動電話的方式，使用戶的消費行為逐步走向電子化。

9、UWB 的技術特點

UWB是一種無載波通信技術，利用納秒至微秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)。UWB在早期被用來應用在近距離高速數(shù)據(jù)傳輸，近年來國外開始利用其亞納秒級超窄脈沖來做近距離精確室內(nèi)定位。

與藍牙和WLAN等帶寬相對較窄的傳統(tǒng)無線系統(tǒng)不同，UWB能在寬頻上發(fā)送一系列非常窄的低功率脈沖。較寬的頻譜、較低的功率、脈沖化數(shù)據(jù)，意味著UWB引起的干擾小于傳統(tǒng)的窄帶無線解決方案，并能夠在室內(nèi)無線環(huán)境中提供與有線相媲美的性能。

10、Modbus的技術特點

Modbus是一種串行通信協(xié)議，是Modicon公司(現(xiàn)在叫施耐德電氣)于1979年為使用可編程邏輯控制器通信而發(fā)表。Modbus已經(jīng)成為工業(yè)領域通信協(xié)議的業(yè)界標準，并且現(xiàn)在是工業(yè)電子設備之間常用的連接方式。

Modbus協(xié)議是一個master/slave架構的協(xié)議。有一個master節(jié)點，其它使用Modbus協(xié)議參與通信的節(jié)點是slave節(jié)點，每一個slave設備都有一個唯一的地址。在串行和MB+網(wǎng)絡中，只有被指定為主節(jié)點的節(jié)點可以啟動一個命令。

有許多modems和網(wǎng)關支持Modbus協(xié)議，因為Modbus協(xié)議很簡單而且容易復制，它們當中一些為這個協(xié)議特別設計的，不過設計者需要克服一些包括高延遲和時序的問題。

“一個蘿卜一個坑”，在各自應用領域發(fā)揮優(yōu)勢

無線通訊技術是未來實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)自動化最基本的技術，隨著無線應用的增長，各種技術和設備也會越來越多，也越來越依賴于無線通信技術。

如上述列出的十大無線通訊技術，每種技術都有自己的優(yōu)缺點，也受限于自身的應用場景。如Z-Wave技術在住宅、照明商業(yè)控制以及狀態(tài)讀取應用方面有著不可替代的優(yōu)勢;藍牙、Wi-Fi的成本和傳輸特性明顯，在常見的聯(lián)網(wǎng)場景如商場、交通等場所優(yōu)勢很大;而Modbus的技術特點決定了它注定是工業(yè)領域通信的首選，地位無可代替。

要想實現(xiàn)真正的物聯(lián)網(wǎng)，未來需要這些技術聯(lián)盟和人員齊心協(xié)力，相互互合作，一起支撐起全球巨大的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡。