(文章來源:人人都是產(chǎn)品經(jīng)理)
通信技術(shù)主要是強(qiáng)調(diào)信息從信源到目的地的傳輸過程所使用的技術(shù),還有一個(gè)問題是各種通信技術(shù)之間如何能協(xié)同工作呢?為此,國際標(biāo)準(zhǔn)化組織提出了開放系統(tǒng)互連參考模型OSI,也就是網(wǎng)絡(luò)分成了物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層。也就是這個(gè)偉大的標(biāo)準(zhǔn)最終形成了互聯(lián)網(wǎng),以及無所不連的物聯(lián)網(wǎng)。
以太網(wǎng)(Ethernet)是一種局域網(wǎng)通信技術(shù), IEEE組織的IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)制定了以太網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),它規(guī)定了包括物理層的連線、電子信號(hào)和介質(zhì)訪問層協(xié)議的內(nèi)容。以太網(wǎng)使用雙絞線作為傳輸媒介,在沒有中繼的情況下,最遠(yuǎn)可以覆蓋200米的范圍。最普及的以太網(wǎng)類型數(shù)據(jù)傳輸速率為100Mb/s,更新的標(biāo)準(zhǔn)則支持1KMb/s和10KMb/s的速率。
串口(Serial port)是一種非常通用的用于設(shè)備之間通信的接口,也廣泛用于設(shè)備以及儀器儀表之間的通信。常見的串口有RS-232(使用 25 針或 9 針連接器)和工業(yè)電腦應(yīng)用的半雙工RS-485與全雙工RS-422。有線通信:Modbus,和同前面幾種通信技術(shù)不一樣,通常認(rèn)為Modbus只是使用串行方式進(jìn)行通信的應(yīng)用層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),它并不包含電氣方面的規(guī)范。
Modbus最初是Modicon于1979年為使用可編程邏輯控制器(PLC)通信而發(fā)表的,后來衍生出Modbus RTU,Modbus ASCII和Modbus TCP三種模式,前兩種所用的物理接口是上面介紹的串口,后一種使用Ethernet接口。Wi-Fi是一種無線局域網(wǎng)通信技術(shù),全稱Wireless-Fidelity,無線保真,通信距離通常在幾十米。Wi-Fi的缺點(diǎn)是通信距離有限,穩(wěn)定性差,功耗較大,組網(wǎng)能力差。
藍(lán)牙(BlueTooth)是一種設(shè)備之間進(jìn)行無線通信的技術(shù),曾經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化為IEEE 802.15.1,現(xiàn)在藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟(SIG)來負(fù)責(zé)維護(hù)其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)最新版本藍(lán)牙5在2016年6月被宣布。藍(lán)牙使用短波特高頻(UHF)無線電波,經(jīng)由2.4至2.485GHz的ISM頻段來進(jìn)行通信,通信距離從幾米到幾百米不等。
Bultooth Smart技術(shù)的藍(lán)牙設(shè)備之間可以直接“對(duì)話”。但是藍(lán)牙的缺點(diǎn)主要是其各個(gè)版本不兼容,安全性差(4.0以后得到改進(jìn)),組網(wǎng)能力差,以及在2.4GHz頻率上的電波干擾問題等等。ZigBee被標(biāo)準(zhǔn)化為IEEE 802.15.4,工作頻段有三個(gè):868MHz-868.6MHz、902MHz-928MHz和2.4GHz-2.4835GHz,其中最后一個(gè)頻段世界范圍內(nèi)通用,16個(gè)信道,并且該頻段為免付費(fèi)、免申請(qǐng)的無線電頻段。
三個(gè)頻段傳輸速率分別為20kbps,40kbps以及250kbps。但是實(shí)際中ZigBee遠(yuǎn)沒有像Wi-Fi或者藍(lán)牙那樣得到廣泛的應(yīng)用,這是由于它復(fù)雜,成本高,抗干擾性差,ZigBee協(xié)議沒有開源,以及和IP協(xié)議不的對(duì)接比較復(fù)雜等等又限制了它在實(shí)際中的應(yīng)用。
LoRa來源于Long Range這個(gè)單詞,是一種長距離通信的通信技術(shù)。LoRa技術(shù)基于線性Chirp擴(kuò)頻調(diào)制,延續(xù)了移頻鍵控調(diào)制的低功耗特性,但是大大增加了通信范圍。LoRa技術(shù)應(yīng)用典型場景包括:超長電池壽命(幾年),節(jié)點(diǎn)之間長距離通信,低速率(如每小時(shí)只要傳遞幾次數(shù)據(jù))。和NB-IoT技術(shù)一樣,也可以犧牲低功耗指標(biāo)來提高速率。
GPRS是通用分組無線電服務(wù)(General Packet Radio Service)的縮寫,GPRS是終端和通信基站之間的一種遠(yuǎn)程通信技術(shù)。最后,由于移動(dòng)通信終端的普及,其成本已經(jīng)大大降低,因此在物聯(lián)網(wǎng)中采用GPRS通信技術(shù),其硬件成本相比Wi-Fi或者ZigBee都有較大的優(yōu)勢。但是GPRS終端在通信時(shí)要使用電信運(yùn)營商的基礎(chǔ)設(shè)施,因此需要繳納一定的費(fèi)用,即數(shù)據(jù)流量費(fèi),這個(gè)服務(wù)費(fèi)用限制了大量設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)。
GPRS的速率較低,是另外一個(gè)問題。 GPRS通信質(zhì)量受信號(hào)強(qiáng)弱影響較大,無信號(hào)覆蓋或者較弱的地方通信效果很差,可能影響業(yè)務(wù)的完成。NFC,Near-field communication,中文常翻譯為近場通信。NFC是一種短距高頻的無線電技術(shù),屬于RFID技術(shù)的一種,工作頻率在13.56MHz,有效工作距離在20cm以內(nèi)。其傳輸速度有106Kb/s、212Kb/s或者424Kb/s三種。通過卡、讀卡器以及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)三種業(yè)務(wù)模式進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取與交換。
但是NFC沒有其他無線通信那種無線信號(hào)被竊聽的風(fēng)險(xiǎn),但是其NFC卡過于簡單以及被動(dòng)式響應(yīng)的設(shè)計(jì)也是不安全的因素。見到報(bào)道的風(fēng)險(xiǎn)例如:即NFC銀行卡內(nèi)的交易信息,很容易被其他讀卡器,甚至智能手機(jī)讀取。
(責(zé)任編輯:fqj)
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