随着物联网设备数量的不断增加,这些设备之间的通信或连接成为一个重要的考虑课题。根据Gartner的研究,到2020年物联网设备的数量将达到204亿。这里有几种可用的物联网通信协议,它们具有不同的性能、数据速率、覆盖范围、功率和内存,每种协议都有自己的优点和或多或少的缺点。这些通信协议有的只适用于小家电,有的则可以用于大型智慧城市项目。常用的物联网通信协议由于物联网已成为IT专业人士的热门话题,我们将在这里简要介绍物联网设备中最常用的通信协议。1.低功耗蓝牙(BLE)低功耗蓝牙(BLE)是蓝牙的增强版。它也是最早、应用最广泛的无线技术之一,可以在10米左右的短距离内进行有效通信。蓝牙的概念由爱立信的NilsRydbeck于1989年提出,2001年至2004年间进一步优化为低功耗、低成本版本,如蓝牙低功耗(BLE)协议或诺基亚的智能蓝牙。它旨在显着降低功耗,同时保持通信范围。由于此属性,蓝牙已成为物联网设备的主要协议。目前,它用于所有主要操作系统,包括iOS、Android、MicrosoftPhone、Strawberry、OSX、Linux和Windows等。蓝牙技术的最新版本是5.0,其中添加了创新的Internet协议支持配置文件(IPSP)。它目前已针对物联网设备进行了全面开发和优化。2.WiFiWiFi是另一种广泛使用的物联网设备间通信协议。如今,WiFi已经成为我们生活中不可或缺的一部分,因为它使用了大量的基础设施,可以快速传输数据(高达每秒数百兆字节),并且具有处理大数据传输的能力。对于许多电子设备的设计者来说,WiFi是一个极好的选择,因为它托管的基础设施。使用WiFI的两个设备之间的通信距离约为50米,远高于使用蓝牙技术进行通信的设备。WiFi基于IEEE802.11系列标准,其第一个版本于1997年发布。该版本能够提供高达2Mbit/s的链接速度。目前,WiFi最常用的标准是基于IEEE802.11的802.11n,但802.11ac的使用也在快速增长。较新的版本提供比802.11n更快的通信速度。(来源物联网家居网)虽然WiFi非常适合物联网设备之间的通信,但其运行会消耗大量能量。不过,无论如何,它目前是大多数物联网设备之间文件传输的更强大的协议。3.ZigBeeZigBee是一种基于IEEE802.15.4标准的短距离无线通信协议。其工作频率为2.4GHz,数据速率为250kbps。ZigBee之所以适用于物联网设备之间的有效通信,在于其低功耗、高可扩展性、安全性、持久性和高节点数属性。不仅网络中的最大节点数可以达到1024个,最远距离可以达到200米,ZigBee甚至可以使用128位的AES加密算法。ZigBee规范(IEEE802.15.4-2003)于2004年12月14日首次获得批准,并于2005年发布。ZigBee协议非常适合用于需要低功耗和家庭间数据交换的家庭自动化和大型工业场所或建筑物在低数据速率下很少见。ZigBee作为物联网设备之间首选的通信模式,拥有庞大的用户群。ZigBee的最新版本是ZigBee3.0,可以看作是几种ZigBee无线标准的所有功能的集合。城市街道照明和电表等需要低能耗的电子系统使用ZigBee协议作为物联网设备之间的首选通信模式。ZigBee协议还可用于安全系统和智能家居。4.Z-Wave与ZigBee类似,Z-Wave是一种低功耗射频通信协议,主要用于家庭自动化系统和电子设备,如光控制器和传感器。Z-Wave通信协议的频率为900MHz,范围为30-100米,因此,该协议对其他无线协议(如WiFi、蓝牙、工作在2.4GHz的ZigBee等)的干扰可以忽略不计。其数据速率范围从大约40kbps到100kbps。与其他协议相比,Z-Wave协议更简单,因此可以以更快的速度轻松开发。Z-Wave中使用的无线电频段因国家/地区而异。例如,868.42MHzSRD频段(欧洲)、900MHzISM或908.42MHz频段(美国)、916MHz频段(以色列)、919.82MHz频段(香港)、921.42MHz频段(澳大利亚/新西兰)、865.2MHz频段(印度)。5.远程广域网(LoRaWAN)远程广域网(LoRaWAN)是一种通信协议,主要用于区域、国家或全球级别的远程电池供电无线物联网设备。它以能够以极低的功耗进行长距离通信以及在噪声水平下检测信号而闻名。(来源物联网家庭网络)该协议主要用于智能城市,其中大型网络拥有数百万个使用较小电池和内存运行的互连设备。LoRaWAN的数据速率为0.3kbps至50kbps。智能街道照明是使用LoRaWAN协议的一个实际实例,其中路灯使用LoRaWAN协议与LoRa网关连接。然后网关与云应用程序连接,该应用程序完全控制灯泡的亮度并根据环境中的自然光照调整它们。6.近场通信(NFC)近场通信(NFC)是一种简单且安全的协议,可简化物联网设备之间的双向通信。它主要利用两个环形天线的近场电磁感应。它专为智能手机设计,允许用户进行非接触式支付交易。它还帮助用户访问电子内容和连接电子设备。基本上,它扩展了非接触式卡技术的功能,允许物联网设备在不到4厘米的短距离内共享信息。NFC协议的数据速率为106kbps至424kbps。由于NFC协议是一种近距离通信协议,因此它消耗的电量较少。它需要更少的设置时间,并且不需要设备配对。同样由于近距离通信,大大降低了对环境中其他网络产生有害干扰的可能性。物联网通信协议:“好选择”与“好选择”如今,使用最广泛的物联网通信协议是蓝牙和WiFi,但NFC发展迅速。很难确定上面讨论的哪种通信协议最适合物联网设备,但获胜者肯定是可以在大多数新制造的物联网设备和手机上以合适的速度轻松使用的协议。然而,基于今天各种各样的用例,重点不是找到“好的”选项,而是根据需求找到“最适合”的选项。例如,如果你需要通过网络传输大量数据和文件,WiFi将是理想选择,而如果你想使用非接触式卡技术进行即时支付,NFC将是首选。总之,成功的通信协议完全取决于您希望实现的目标。
