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2021十大最佳物联网(IoT)通信协议,看看哪个更适合您的项目?
发布时间:2021-10-15 阅读量:1866 来源:我爱方案网 作者:Cole

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近几年,物联网技术、人工智能技术、自动驾驶技术......不断被大型科技公司引入。其中,“物联网”一词也已经越来越多地被提到,甚至近几年正在超越笔记本电脑和智能手机,它正在向联网汽车、智能家居、可穿戴设备、智能城市、智慧医疗发展。从生活中常见的设备家用电器到城市基础设施,所有的产品设备都正在连接起来。


根据Gartner和IDC的统计,2020年全球将近有204亿台物联网设备连接Internet,预计到2025年将有416亿台物联网设备。大多数设备至少通过一种通信协议进行连接,而物联网行业在通信协议方面包括了大量的选项,如Wi-Fi、蓝牙、NB-IoT、4G/5G、LoRa、PLC、NFC、Z-Wave、Zigbee等。


企业可以利用各种物联网协议来开发端到端的物联网解决方案。考虑到广泛的应用和性能要求,选择最优的协议作为合适的应用程序是任何物联网设备设计过程中最重要的早期决策之一。系统工程师必须考虑到范围、数据速率和能耗、可靠性、安全性和可扩展性,才能确定合适的协议。


不妨,让我们看看《我爱方案网》为您准备的2021年物联网最顶尖的10大物联网通信协议和标准的性能参数,从而比较作出正确的选项,您可以使用这些协议和标准来为您的需求构建物联网解决方案。


1、Wi-Fi


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标准-基于IEEE802.11n(目前家庭中常用的)

频率-2.4GHz和5GHz频段

范围-50~100米

数据速率-最大600Mbps,最常见的是150~200Mbps.此外,根据所使用的信道频率和天线数目(最新的802.11-ac标准应提供500Mbps至1Gbps)。


它是目前最流行的物联网通信协议之一。这种连接类型最适合局域网环境,并提供快速的数据传输。它能够处理大量的数据,这是许多开发人员的选择。


如前所述,基于IEEE802.11n标准,它主要用于家庭和各种业务,它提供数百兆比特/秒的范围,这对文件传输很好,但对许多物联网应用程序来说过于耗电。


2、蓝牙


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标准-蓝牙4.2核心协议规范

频率-2.4GHz

范围-50~150米

数据速率-1Mbps


蓝牙是最重要的短距离通信技术之一。它适合为个人产品(如智能手表)发送小块数据。


它非常适合移动设备,是非常重要的物联网协议。如今,物联网开发公司正在为各种消费产品市场使用新的低功耗蓝牙(BLE)或智能蓝牙。


随着功耗的降低,这项技术是物联网的真正基础。它具有可扩展性和灵活性,适用于所有市场创新。


3、ZigBee


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标准-基于IEEE802.15.4的ZigBee3.0

频率-2.4千兆赫

范围-10~100米

数据速率-250kbps


这又是重要的协议之一。它在具有低功耗、高安全性、鲁棒性和可扩展性的复杂系统中具有明显的优势,同时具有较强的无线控制优势。


像蓝牙一样,ZigBee拥有庞大的用户基础。


它是专为工业现场设计的,那里的电力需求较低,对消费者网络的需求较少。Zigbee在网络中最多有1024个节点,可以传输200米范围的数据,ZigBee甚至可以使用128位AES加密。


4、Z-Wave


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标准-Z-Wave联盟

频率-各种

范围-大约30米

数据速率-0.3至50Kbps


该无线通信协议基于低功耗的RF通信技术。


非常适合家庭自动化产品,如灯控制器,传感器等。


它具有很强的可扩展性,支持多达232台设备的控制。


基于网状网络拓扑,基于Z-Wave设备可以实现长达40米的通信距离,并具有在多达4个节点之间跳跃的额外消息能力。


它涵盖了从物理层到网络通信的应用层。


5、NFC


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标准-ISO/IEC18000-3

频率-13.56MHz(ISM)

范围-大约10厘米

数据速率-100~420kbps


NFC是当今流行的通信协议之一。随着智能手机的巨大市场份额,该协议允许客户通过智能手机进行非接触式支付。


该协议使用位于场附近彼此内的两个环形天线之间的电磁感应。通过这种方式,它扩展了非接触式卡技术的能力,并有助于设备在小于4厘米的距离内共享信息。


NFC允许两种通信模式。


被动通信模式:在这种模式下,只有一个NFC设备产生一个射频场。称为目标的第二个设备使用称为负载调制的技术将数据传输回主设备/发起方。


主动通信模式:在这种通信模式下,两个NFC设备都会生成一个RF信号,在该信号上承载数据。


6、LoRa


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标准-LoRaWAN

频率-各种

范围-大约2.5公里(城市环境),15公里(郊区环境)

数据速率-0.3至50Kbps


LORA是一种远程无线电广域网,为物联网、智能城市和工业应用提供低成本的移动安全连接。它针对低功耗进行了优化,并支持由数百万台设备组成的大型网络。


智能路灯是一个实用的例子,路灯与使用LoRaWAN协议的Lora网关相连。


它具有检测低于噪声水平的信号以及内置安全性和无GPS定位的功能。


7、SigFox


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标准-SIGFOX

频率-900MHz

范围-30~50公里(农村环境),3~10公里(城市环境)

数据速率-10~1000bps


SIGFOX通信的目标是低成本的M2M应用领域,其中需要广域覆盖。


SigFox无线接口允许任何需要最低功耗的通信。因此,如果您正在为需要在很长一段时间内依靠电池供电运行而无需任何电池更换或维护的远程设备寻找更好的选择,那么请选择SigFox通信协议。


它具有双向功能,用于物联网基础设施,包括:家居和消费品;运输——包括汽车管理;与能源相关的通信,如智能计量;零售包括PoS、货架更新等。


8、PLC


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PLC电力线通信基于已有供电线进行数据传输,无需布线,具有穿墙越壁,不受阻拦优点,适合各种户型房间,包括别墅,但不适用于电池供电设备。因此,PLC适合射频信号易受外界障碍物阻隔的应用场景使用。


由芯片公司力合微推出的PLBUS符合我国低压电力线通信国家标准的电力线通信技术(GB/T31983.11-2015和GB/T31983.31-2017),其物理层采用OFDM先进数字调制技术、工频过零时隙传输和连续传输等技术,无论在交流电力线上还是直流电力线上,都有较为鲁棒的通信性能。此外,PLBUS针对智能家居应用场景提供分布式动态路由MESH网络技术,无需组网,即插即用,充分满足智能家电即插即用的应用需求。


9、NB-IoT


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这种新兴的LPWA技术专为窄带物联网(NB-IoT)应用而设计。NB-IoT对功率和成本的要求明显高于LoRaWAN,但它带来了更大的范围、抗干扰性、数据可靠性和数据完整性。NB-IoT使用许可的蜂窝频谱,因此涉及主要无线运营商可能会增加每个IoT节点的运营成本。然而,使用潜在成本更高的许可带宽允许NB-IoT在延迟和服务质量方面提供优势。作为一个系统,NB-IoT有望提供更好的覆盖范围,因为主要运营商已经在全球所有地区提供无处不在的无线支持。NB-IoT频段与3G和LTE重叠并共享通用天线解决方案。


10、4G/LTE和5G


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10.1、4G/LTE


即使5G即将推出,4G和LTE协议仍然是智能手机和其他需要带宽的物联网设备最受欢迎的协议。安全系统、汽车、监视和数据网络可以依靠授权频谱提供的可靠性和可用性。然而,像4G这样的蜂窝解决方案往往需要高功率的使用,因为大量的数据是通过长距离传输的。


10.2、5G


第五代移动连接在提供先进、可靠连接的同时,扩大了设备之间的通信。新一代连接允许多个设备同时连接,而不影响数据传输和连接。5G网络提供快速数据传输,支持需要传输大量数据的高功率系统。5G数据速率高达10Gbps,是目前4G技术的100倍。用例似乎没完没了,因为5G为医疗保健、智能城市、交通、工业自动化、M2M和其他大规模数据应用程序提供了好处。


总结:如果您正在为您的应用项目寻找正确的物联网通信协议,希望通过以上Wi-Fi、蓝牙、NB-IoT、4G/LTE与5G、LoRa、PLC、NFC、Z-Wave、Zigbee、SigFox的介绍对您有所帮助,以下是《我爱方案网》平台常用的物联网通信协议成功案例。


应用案例


案例一开关型室温采集器技术方案:单火线供电NB-IoT无线通讯


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案例二LVC980C-350-001型离线语音PLC通信模块


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案例三:小米涂鸦高清智能监控摄像头WIFI无线监控摄像机高清夜视监控模组


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案例四:多功能兼容性好蓝牙5.0体脂秤模块PCBA电子方案


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案例五:温湿度传感器智能化方案ZigbeeWi-Fi|低成本0开发App可定制


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