盤點物聯網咽喉——常見的通訊技術
通訊技術是過去幾年中物聯網產業中最受關注的話題,它處於物聯網產業中的核心環節,具有不可替代性,起到承上啟下的作用,向上可以對接感測器等產品,向下可以對接終端產品及行業應用。此外,通訊技術作為一項基礎技術對於物聯網產品與方案來說十分重要,目前硬體產品功能的同質化是一個非常普遍的現象,比如市場上火熱的智慧手環產品,功能都大同小異,很難有競爭力。通訊技術在物聯網產業的地位可謂舉足輕重。
那麼在物聯網通訊技術中,有哪些無線技術應用較為廣泛呢,今天筆者就跟大家盤點一下。

1、藍芽Blue Tooth
藍芽Blue Tooth 一般用於近距離資料交換,目前在可穿戴智慧產品、智慧醫療電子領域和智慧家居領域舉足輕重。我們平時使用的藍芽功能,一般只能在較短距離(10M左右)以內進行資料傳輸,功耗相對較大,使用的範圍具有一定的侷限性。
2、紫蜂ZigBee
紫蜂 ZigBee 是一種低功耗的近距離無線通訊技術,數傳模組類似於行動網路基站。在實際應用中人們發現,儘管藍芽技術有許多優點,但仍然存在著應用的侷限性。對於工業生產、智慧家居和遙測遙控等領域而言,藍芽技術較為複雜,不僅功耗大、距離短,搭建的組網規模也較小。紫蜂ZigBee協議的問世正好彌補了這些不足。
3、射頻RF
射頻電流Radio Frequency 簡稱射頻RF,它是一種高頻交流變化的電磁波。射頻系統是由標籤(Tag,即射頻卡)、天線和閱讀器三個部分組成,我們平時常用的門禁卡、食堂卡、公交卡等都屬於射頻通訊系統裝置。
4、Wi-Fi
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路,這是由於它的低成本和傳輸特性決定的。Wi-Fi是一種允許電子裝置連線到一個無線區域網的技術,通常使用2.4G UHF或5G SHF ISM 射頻頻段,連線到無線區域網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範圍內的裝置可以連線上。
由於無線網路的頻段在世界範圍內是無需任何電信運營執照的,因此WLAN無線裝置提供了一個世界範圍內可以使用的,費用極其低廉且資料頻寬極高的無線空中介面。使用者可以在Wi-Fi覆蓋區域內快速瀏覽網頁,隨時隨地接聽撥打電話,有了Wi-Fi功能我們打長途電話、瀏覽網頁、收發電子郵件、音樂下載、數碼照片傳遞等,再無需擔心速度慢和花費高的問題。
無線網路在掌上裝置上應用越來越廣泛,而智慧手機就是其中一份子。與早前應用於手機上的藍芽技術不同,Wi-Fi具有更大的覆蓋範圍和更高的傳輸速率,因此Wi-Fi手機成為了2010年行動通訊業界的時尚潮流。
5、NFC
NFC是一種新興的技術,使用了NFC技術的裝置可以在彼此靠近的情況下進行資料交換,是由非接觸式射頻識別(RFID)及互連互通技術整合演變而來,通過在單一晶片上整合感應式讀卡器、感應式卡片和點對點通訊的功能,利用移動終端實現移動支付、門禁、身份識別等應用。

6、LoRa
LoRa是LPWAN通訊技術中的一種,誕生於2013年8月,是美國Semtech公司採用和推廣的一種基於擴頻技術的超遠距離無線傳輸方案。這一方案改變了以往關於傳輸距離與功耗的折中考慮方式,為使用者提供一種簡單的能實現遠距離、長電池壽命(3-5年)、大容量的系統,進而擴充套件感測網路。目前,LoRa主要在全球免費頻段執行,包括433、868、915MHz等。
7、NB-IoT
基於蜂窩的窄帶物聯網(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT))構建於蜂窩網路,只消耗大約180KHz的頻寬,可直接部署於GSM網路、UMTS網路或LTE網路,支援低功耗裝置在廣域網的蜂窩資料連線,也被叫作低功耗廣域網(LPWA)。NB-IoT支援待機時間長、對網路連線要求較高裝置的高效連線。據說NB-IoT裝置電池壽命可以提高至至少10年,同時還能提供非常全面的室內蜂窩資料連線覆蓋。
8、IPv6/6Lowpan
基於IPv6的低速無線個域網標準,即IPv6 over IEEE 802.15.4。IEEE 802.15.4標準設計用於開發可以靠電池執行1到5年的緊湊型低功率廉價嵌入式裝置(如感測器)。該標準使用工作在2.4GHz頻段的無線電收發器傳送資訊,使用的頻帶與Wi-Fi相同,但其射頻發射功率大約只有Wi-Fi的1%。6LoWPAN的出現使各類低功率無線裝置能夠加入IP家庭中,與Wi-Fi、乙太網以及其他型別的裝置併網;IETF 6LoWPAN技術具有無線低功耗、自組織網路的特點,是物聯網感知層、無線感測器網路的重要技術,ZigBee新一代智慧電網標準中SEP2.0已經採用6LoWPAN技術,隨著美國智慧電網的部署,6LoWPAN將成為事實標準,全面替代ZigBee標準。
9、RF433/315M
無線收發模組,採用射頻技術,工作在ISM頻段(433/315MHz),一般包含發射器和接收器,頻率穩定度高,諧波抑制性好,資料傳輸率1K~128Kbps,採用GFSK的調製方式具有超強的抗干擾能力。應用範圍: (1)無線抄表系統 (2)無線路燈控制系統(3)鐵路通訊(4)航模無線遙控(5)無線安防報警(6)家居電器控制 (7)工業無線資料採集(8)無線資料傳輸。低功耗的RF433可在2.1-3.6V電壓範圍內工作,在1SEC週期輪詢喚醒省電模式(Polling mode)下,接收僅僅消耗不到20uA,一節3.6V/3.6A的鋰亞電池可工作10年以上。
10、Z-Wave
是由丹麥公司Zensys所一手主導的基於射頻的、低成本、低功耗、高可靠、適於網路的短距離無線通訊技術,工作頻帶為908.42MHz(美國)~868.42MHz(歐洲),採用FSK(BFSK/GFSK)調製方式,資料傳輸速率為9.6 kb~ 40kb/s,訊號的有效覆蓋範圍在室內是30m,室外可超過100m,適合於窄寬頻應用場合。Z-Wave採用了動態路由技術,每一個Z-Wave網路都擁有自己獨立的網路地址(HomeID);網路內每個節點的地址(NodeID),由控制節點(Controller)分配。每個網路最多容納232個節點(Slave),包括控制節點在內。Zensys提供Windows開發用的動態庫(Dynamically Linked Library, DLL),開發者該DLL內的API函式來進行PC軟體設計。通過Z-Wave技術構建的無線網路,不僅可以通過本網路裝置實現對家電的遙控,甚至可以通過Internet網路對Z-Wave網路中的裝置進行控制。