近年来,随着大规模物联网平台的到来,智能设备数量和类型的不断增长以及芯片制造商的不断创新,新的使用和互连场景领域不断涌现,物联网迅速发展和爆炸。已进入时代。由于网络通信是物联网的基础,因此如何选择物联网项目的通信技术非常重要。本文详细介绍了当今流行的IoT通信技术的特性和模型设计。
“世界上最远的距离就是没有网络。”网络通信是物联网的基础。常见的无线网络通信技术包括WiFi,NFC,ZigBee,蓝牙和WWAN(包括GPRS,3G,4G和5G的无线广域网),NB-IoT,Sub-1GHz等等,这些通信技术在功耗,通信距离,安全性等方面都有差异,因此适用不同的方案。 WiFi,蓝牙和WWAN是现阶段物联网的主要力量,占所有应用程序的95%以上。 ZigBee主要用于房屋智能领域,而NB-IoT是专为IoT设计的下一代网络。
那么,您如何在众多无线通信技术中找到合适的一种呢?作为参考,这里是根据我的经验做的简短总结。
WiFi的最大优点是连接快速,持久且稳定。这是连接物联网设备的良好解决方案。唯一需要考虑的是,智能设备依赖WiFi覆盖。这使得智能设备的范围相对狭窄,不适合携带或户外使用。
蓝牙的最大优点是它便携式且消耗较少的功率,而与外部网络无关。使用手机和智能设备,可以保持稳定的连接,无论身在何处都可以连接。因此,大多数运动和户外设备都优先考虑蓝牙。它的主要缺点是无法直接连接到云,传输速度相对较慢以及网络功能相对较弱。
WiFi的缺点是智能设备的移动范围狭窄。蓝牙的缺点是设备无法直接连接到云,并且网络功能薄弱。 WWAN可以随时移动并连接到Internet,从而完全弥补了WiFi和蓝牙的缺点。但实际上,它也有两个缺点:一个是使用它的成本,另一个是网络不稳定,并且经常会遇到没有网络或网络较弱的环境。
在精装修智能房屋中,可能从房屋交付到你手上那一刻,房屋中就已经配备了大量IoT设备。使用WiFi解决方案时,为每个设备配置网络可能是一项艰巨的任务,并且WiFi每次都会移动或更改,智能设备也需要进行相应的调整。当使用蓝牙标准,比如BLE 4.2,蓝牙网络只能连接到一个中央设备中的7个外围设备,蓝牙网络功能很弱,它也不能满足需求。因此,ZigBee + WiFi二合一网关经常用于整个房屋的智能场景。 ZigBee和Bluetooth都是短距离,低功耗通信技术,但是与Bluetooth相比,其最大的优势在于其强大的联网功能。 ZigBee和WiFi二合一网关通过ZigBee和云数据连接到IoT设备。
飞行器如果在没有GPRS信号的环境中,或者在WiFi和山脉等弱网络中,它的飞行距离通常延长,如果将单个无线模块(例如WiFi,蓝牙,ZigBee,WWAN)用于此应用场景,由于技术特性,似乎也不能很好的解决问题。因此,需要多个无线模块的组合。通过蓝牙连接遥控器和手机,在Sub-1GHz的长距离飞行中处理飞机与遥控器之间的通信,以及在其他波长的中短距离飞行期间进行数据通信。这种组合不仅满足了手机的控制要求,而且即使在中等距离下也具有高质量的图像数据,并且可以继续控制远距离。
上表总结了较早引入的无线通信技术,因此每个人都可以了解差异并选择适合它们的解决方案。
应用程序侧的架构根据访问设备的类型和数量而有很大不同,但是阿里巴巴智能,微信IoT,米家和百度IoT等IoT平台的架构最为复杂。也很少有小公司可以运行平台级物联网系统,其中大多数是具有特定设备类型或通用功能的智能设备的载体。
以智能手机,智能设备和智能云的交互为例。相关的主要无线通信方法是WiFi,WWAN和蓝牙。 WiFi和WWAN场景大致相同,蓝牙体系结构具有附加的媒体层。
WWAN / WiFi和蓝牙之间在设计应用程序体系结构方面最重要的区别是WWAN智能设备可以直接与云进行交互,而蓝牙智能设备则需要传输媒体。大多数情况下,该媒体是指智能手机,但在某些情况下,也有可能是其他设备,例如蓝牙网关或带有操作系统的智能冰箱。
WWAN模型和WiFi IoT模型之间的主要区别在于,只要连接了网卡,WWAN设备就可以访问Internet,而WiFi设备则需要网络配置中的其他步骤。
WWAN / WiFi IoT模式
蓝牙IoT模式
首次使用WiFi时,需要执行网络配置操作。通过WiFi在手机和智能设备之间建立点对点连接。手机将WiFi SSID和密码发送到智能设备,然后断开手机和智能设备之间的直接连接,并将连接到智能设备的WiFi网络切换为用于连接的网络。 WiFi设备(在家里,通常指的是您的家用路由器)。 WiFi智能设备成功连接到Internet后,设备激活消息将发送到云。之后,在设备和云之间建立稳定的长期连接,确保数据上行链路和命令发布。
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