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IOT常用通讯方式(有线、无线)

简介: 归纳了IOT中常用的有线和无线通讯手段

有线部分

RS232

通讯方式:全双工通讯(能同时发送和接受数据)
通讯距离:标准值为50英尺,实际上也只能用在15米左右
传输方式:异步传输
传输速率:20Kbps
说明:主流的串行通信接口之一,常用的有DB9和DB25两种,传送的数字量采用负逻辑,且与地对称(逻辑1:-3 ~-15V ,逻辑0:+3~+15V)。 只能用于点对点通讯。

RS485

通讯方式:半双工通讯(不能同时发送和接受数据)
通讯距离:最远可以达到1200米左右,但是它的传输速率和传输距离是成反比的,只有在100Kb/s以下的传输速度,才能达到最大的通信距离,如果需要传输更远距离可以使用中继。最多可以加八个中继,也就是说理论上RS485的最大传输距离可以达到10.8公里
传输方式:异步传输
传输速率:10Mbps
说明:主流的串行通信接口之一,并不需要相对于某个参照点来检测信号,系统只需检测两线之间的电位差就可以。有极强的抗共模干扰的能力,逻辑“1”以两线间的电压差为+(2~6)V表示,逻辑“0”以两线间的电压差为-(2~6)V表示。支持多点数据通信,网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构即采用一条总线将各个节点串接起来,不支持环形或星型网络。最大支持32个节点。

RS422

通讯方式:全双工通讯(能同时发送和接受数据)
通讯距离:1200米左右
传输方式:异步传输
传输速率:10Mbps
说明:采用单独的发送和接收通道,因此不必控制数据方向。支持多点数据通信,最大支持10个节点。其他电气特性同RS485类似。

M-BUS

通讯方式:半双工通讯(主从式)
通讯距离:最远3600米左右
传输方式:异步传输
传输速率:5kb/s左右
说明:采用主叫/应答的方式通信,即只有处于中心地位的主站(Master)发出询问后,从站(Slave)才能向主站传输数据。总线型拓扑结构。主站向从站发送逻辑“1”时,总线电压Vmark≤42V,发送逻辑“0”时,电压下降10V以上,降到Vspace≥12V;从站向主站发送逻辑“1”时,从站所取电流为Imark≤1.5mA,发送逻辑“0”时,从站的会在Imark上加上脉冲电流11-20mA,形成Ispace。

PLC(电力载波)

通讯方式:全双工通讯
通讯距离:不稳定
传输方式:同步传输
传输速率:根据不同方案差别较大
说明:电力线载波通信是以高频载波信号通过高压或低压电力线传输信息的通信方式。电力线对载波信号造成高削减。当电力线上负荷很重时,线路阻抗可达1欧姆以下,造成对载波信号的高削减。实际应用中,当电力线空载时,点对点载波信号可传输到几公里。但当电力线上负荷很重时,只能传输几十米。

无线部分

Zigbee

通讯频段:免执照频段。使用工业科学医疗(ISM)频段,915MHz(美国), 868MHz(欧洲), 2. 4GHz(全球)
通讯距离:传输范围一般介于10~100m之间,在增加发射功率后,亦可增加到1~3km。这指的是相邻节点间的距离。如果通过路由和节点间通信的接力,传输距离将可以更远
功耗:
传输速率:20~250kbps
说明:近距离、高可靠、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术,主要用于近距离无线连接。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,每个ZigBee网络节点不仅本身可以作为监控对象,例如其所连接的传感器直接进行数据采集和监控,还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料。除此之外,每一个ZigBee网络节点还可在自己信号覆盖的范围内,和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点无线连接。

Bluetooth(蓝牙)

通讯频段:免执照频段。工业、科学和医疗用(ISM)波段的 2.4 GHz 短距离无线电频段
通讯距离:最大100m,范围取决于功率
功耗:相比Zigbee来说比较大
传输速率:蓝牙2.0的速度:1.8M/s,蓝牙3.0的速度:可达24M/s,蓝牙4.0的速度:24M/s
说明: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。蓝牙主设备最多可与一个微微网中的七个设备通讯, 设备之间可通过协议转换角色,从设备也可转换为主设备。

WIFI

通讯频段:免执照
通讯距离:取决于路由器
功耗:较大
传输速率:54Mbps
说明:无线网络在无线局域网的范畴是指“无线相容性认证”,实质上是一种商业认证,同时也是一种无线联网技术,常见的就是一个无线路由器,那么在这个无线路由器的电波覆盖的有效范围都可以采用Wi-Fi连接方式进行联网,如果无线路由器连接了一条ADSL线路或者别的上网线路,则又被称为热点。WIFI的数据安全性比较差。

NB-IOT

通讯频段:沿用LTE定义的频段号(根据运营商)
通讯距离:15km
功耗:
传输速率:大于160kbps,小于250kbps
说明: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。NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术,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(LPWAN)。支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。远距离、低功耗、半双工通讯是其特点。

LoRa

通讯频段:ISM 频段 包括433、868、915 MH等
通讯距离:城镇2-5 km ,郊区15 km
功耗:
传输速率:速率越快,传输距离会缩短,通常使用1.1kbps
说明:LoRa由美国公司SEMTECH独家私有技术垄断,终端和网关芯片IP专利由SMETCH独家掌控,最大特点就是在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远,实现了低功耗和远距离的统一,它在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍。

RFID

通讯频段:低频(125KHz到135KHz),高频(13.56MHz)和超高频(860MHz到960MHz)之间
通讯距离:几十米
功耗:
传输速率:取决于代码的长度、载体数据发送速率、读写距离、载体与天线间载波频率,以及数据传输的调制技术等因素。传输速率随实际应用中产品种类的不同而不同。
说明:无线射频识别技术(Radio Frequency Idenfication,即RFID)是一种非接触的自动识别技术。其基本原理是利用射频信号和空间耦合(电感或电磁耦合)或雷达反射的传输特性,实现对被识别物体的自动识别。

NFC

通讯频段:13.56MHz
通讯距离:小于10cm
功耗:
传输速率:取决于代码的长度、载体数据发送速率、读写距离、载体与天线间载波频率,以及数据传输的调制技术等因素。传输速率随实际应用中产品种类的不同而不同
说明:NFC是在RFID的基础上发展而来,NFC从本质上与RFID没有太大区别,都是基于地理位置相近的两个物体之间的信号传输。NFC技术增加了点对点通信功能,可以快速建立蓝牙设备之间的P2P(点对点)无线通信,NFC设备彼此寻找对方并建立通信连接。NFC通信的双方设备是对等的,而RFID通信的双方设备是主从关系。NFC因为通讯距离端,因此安全性很高。

4G

通讯频段:根据运营商
通讯距离:根据基站
功耗:较高
传输速率:100Mbps
说明:包括TD-LTE和FDD-LTE两种制式。

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