物聯(lián)網(wǎng)（IOT）的網(wǎng)絡(luò)，基于物聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)。簡而言之，物聯(lián)網(wǎng)被定義為 “ Internet的擬議開發(fā)，其中日常對象具有網(wǎng)絡(luò)連接性，允許它們發(fā)送和接收數(shù)據(jù)?！?/p>

預(yù)測， 物聯(lián)網(wǎng)將在2020年增長到260億個設(shè)備。設(shè)備將如何連接？通信方式如何？無線通信協(xié)議將如何發(fā)展？

我們可以將無線通信協(xié)議分解為以下6個標準：

蜂窩網(wǎng)絡(luò)

無線上網(wǎng)

射頻（RF）

射頻識別

藍牙

NFC

在以下各段中，我們將簡要概述和說明每種物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，其優(yōu)缺點以及它們的智能手機兼容性。

1.蜂窩網(wǎng)絡(luò)

蜂窩網(wǎng)絡(luò)通過基站進行通信。根據(jù)連接速度，它們被稱為GSM，GPRS，CDMA，GPRS，2G / GSM，3G，4G / LTE，EDGE等。

在物聯(lián)網(wǎng)語言中，這種通信形式通常被稱為“ M2M”（機器到機器），因為它允許諸如電話之類的設(shè)備通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。

蜂窩網(wǎng)絡(luò)的利與弊

優(yōu)點：

連接穩(wěn)定

通用兼容性

缺點：

智能手機與設(shè)備之間無直接通信（必須通過基站）

每月費用高

功耗高

蜂窩網(wǎng)絡(luò)的示例包括將數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程服務(wù)器的公用事業(yè)儀表，在數(shù)字廣告牌上更新的商業(yè)廣告或通過Internet連接的汽車。

衛(wèi)星對于使用低數(shù)據(jù)量（主要是工業(yè)用途）的通信很有用， 但是在不斷變化的不久的將來，隨著衛(wèi)星通信的成本逐漸下降，衛(wèi)星技術(shù)的使用可能會變得對消費者更加可行和有趣。

2. WiFi

WiFi是一種無線局域網(wǎng)（WLAN），它通過2.4GhZ UHF和5GhZ ISM頻率利用IEEE 802.11標準。WiFi提供對小范圍內(nèi)的設(shè)備的Internet訪問。

WiFi的優(yōu)缺點

優(yōu)點：

通用智能手機兼容性

受到良好保護和控制

缺點：

相對較高的功耗

WiFi的不穩(wěn)定和不一致

需要配置wifi密碼賬號

WiFi連接的示例是Dropcam通過本地WiFi流式傳輸實時視頻，而不是通過連接的以太網(wǎng)LAN電纜流式傳輸。WiFi對于許多物聯(lián)網(wǎng)連接很有用，但此類連接通常連接到外部云服務(wù)器，而不是直接連接到智能手機。由于電池功耗較高，因此也不建議用于電池供電的設(shè)備。

3.射頻（RF）

射頻通信可能是設(shè)備之間最簡單的通信形式。ZigBee或ZWave等協(xié)議 使用嵌入或改裝到電子設(shè)備和系統(tǒng)中的低功率RF無線電。

Z-Wave的范圍約為30米。所使用的無線電頻段特定于其國家/地區(qū)。例如，歐洲擁有868.42 MHz SRD頻段，900 MHz ISM或908.42 MHz頻段（美國），以色列916 MHz，香港919.82 MHz，澳大利亞/新西蘭地區(qū)921.42 MHz）和865.2 Mhz在印度。

ZigBee基于 IEEE 802.15.4標準。但是，其低功耗將傳輸距離限制在10至100米的范圍內(nèi)。

射頻的優(yōu)缺點

優(yōu)點：

其技術(shù)的低能耗和簡單性不依賴于手機的新功能

缺點：

智能手機未使用射頻技術(shù)，并且沒有中央集線器將RF設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)，因此無法連接設(shè)備

射頻連接的示例是典型的電視遙控器，因為它使用射頻，使您可以遠程切換頻道。其他示例包括無線燈開關(guān)，帶有室內(nèi)顯示器的電表，交通管理系統(tǒng)以及其他需要短距離低速率無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)南M和工業(yè)設(shè)備。

射頻通信協(xié)議對于大型部署很有用，例如旅館，需要對大量設(shè)備進行集中和本地管理。然而，在不久的將來，該技術(shù)可能會變得越來越過時，并被藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)所取代。

4. RFID

射頻識別（RFID）是無線使用電磁場識別物體。通常，您將安裝活動的閱讀器，或閱讀包含已存儲信息（主要是身份驗證回復(fù)）的標簽。專家稱此為主動閱讀器被動標簽（ARPT）系統(tǒng)。短距離RFID約為10厘米，但遠距離可達200m。許多人不知道的是LéonTheremin于1945年發(fā)明了RFID作為蘇聯(lián)的間諜工具。

主動閱讀器主動標簽（ARAT）系統(tǒng)使用被來自主動閱讀器的詢問器信號喚醒的主動標簽。RFID頻段運行于：120–150 kHz（10cm），3.56 MHz（10cm-1m），433 MHz（1-100m），865-868 MHz（歐洲），902-928 MHz（北美）（1-12m） 。

RFID的優(yōu)缺點

優(yōu)點：

不需要電源

業(yè)已建立并廣泛使用的技術(shù)

缺點：

高度不安全

標簽需要作為標識符出現(xiàn)并在移交之前

與智能手機不兼容

示例包括動物識別，工廠數(shù)據(jù)收集，道路通行費和建筑物通道。RFID標簽還附在庫存上，以便可以通過裝配線跟蹤其生產(chǎn)和制造進度。作為說明，可以通過倉庫跟蹤藥品。我們認為，RFID技術(shù)很快將被智能手機中的近場通信（NFC）技術(shù)取代。

5.藍牙

藍牙是用于短距離交換數(shù)據(jù)的無線技術(shù)標準（使用ISM頻段中從2.4到2.485 GHz的短波UHF無線電波）。如果您查看頻率，它實際上與WiFi相同，因此這兩種技術(shù)看起來非常相似。但是它們有不同的用途。通常談?wù)摰?種不同風格的藍牙技術(shù)是：

藍牙：還記得將藍牙關(guān)聯(lián)為電池消耗器和黑洞的日子嗎？這樣的藍牙是手機歷史的全盛時期，以手機體積大為特征。此類藍牙技術(shù)耗電，不安全，并且配對通常很復(fù)雜。

BLE（藍牙4.0/5.0，低功耗藍牙）：最初由諾基亞推出，目前被所有主要操作系統(tǒng)使用，例如iOS，Android，Windows Phone，Blackberry，OS X，Linux和Windows 8，BLE在保持維護的同時使用快速，低能耗通訊范圍。

iBeacon：它是Apple使用的基于藍牙技術(shù)的簡化通信技術(shù)的商標。實際上是什么：藍牙4.0發(fā)送器，它發(fā)送一個稱為UUID的ID，您的iPhone可以識別該ID。這簡化了許多供應(yīng)商以前面臨的實施工作。而且，即使沒有經(jīng)過技術(shù)培訓(xùn)的消費者也可以輕松使用Estimote.com之類的iBeacon或其他替代產(chǎn)品。盡管在技術(shù)層面上可以將iBeacon技術(shù)與抽象級別的NFC進行比較。

藍牙存在于許多產(chǎn)品中，例如電話，平板電腦，媒體播放器，機器人系統(tǒng)。在低帶寬情況下，在彼此靠近的兩個或多個設(shè)備之間傳輸信息時，該技術(shù)非常有用。藍牙通常用于通過電話（即，使用藍牙耳機）傳輸聲音數(shù)據(jù)或通過手持計算機（傳輸文件）傳輸字節(jié)數(shù)據(jù)。藍牙協(xié)議簡化了設(shè)備之間服務(wù)的發(fā)現(xiàn)和設(shè)置。藍牙設(shè)備可以宣傳其提供的所有服務(wù)。這使得使用服務(wù)更加容易，因為相對于其他通信協(xié)議，它可以實現(xiàn)更高的自動化程度，例如安全性，網(wǎng)絡(luò)地址和權(quán)限配置。

Wifi和藍牙的比較

Wi-Fi和藍牙在其應(yīng)用和使用方面在某種程度上是互補的。

無線上網(wǎng)

接入點居中，具有不對稱的客戶端-服務(wù)器連接，其中提供了通過該接入點路由的所有流量。

?在可以進行某種程度的客戶端配置并且需要高速運行的應(yīng)用中很好地服務(wù)，例如通過訪問節(jié)點進行網(wǎng)絡(luò)訪問

WLAN可以使用臨時連接，但使用Wi-Fi Direct的藍牙則不那么容易，最近開發(fā)的Wi-Fi Direct可以添加更多類似藍牙的臨時功能

藍牙

兩個藍牙設(shè)備之間的對稱

在需要兩個設(shè)備以最小配置連接的簡單應(yīng)用中很好地工作，例如 耳機和遙控器

藍牙接入點確實存在，盡管它們并不常見

任何處于可發(fā)現(xiàn)模式的藍牙設(shè)備均 按需傳輸以下信息：

設(shè)備名稱

設(shè)備類別

服務(wù)清單

技術(shù)信息（例如：設(shè)備功能，制造商，使用的藍牙規(guī)范，時鐘偏移）

藍牙的優(yōu)點和缺點

優(yōu)點：

每部智能手機都具有藍牙，可以通過新硬件不斷升級和改進技術(shù)

業(yè)已建立并廣泛使用的技術(shù)

低功耗、方便手機連接、沒網(wǎng)絡(luò)也能上網(wǎng)

缺點：

硬件功能變化非?？欤枰鼡Q

使用電池供電，iBeacon的使用壽命為1個月至2年

如果人們關(guān)閉了藍牙，則說明使用中存在問題。

藍牙技術(shù)主要用于醫(yī)療保健，健身，信標，安全和家庭娛樂行業(yè)。

藍牙技術(shù)無疑是目前最熱門的技術(shù)，但其功能卻多次被高估或被誤解了。如果應(yīng)用程序變得有趣，您將不得不深入研究配置和不同的設(shè)置，因為不同的手機對藍牙的反應(yīng)也不同。

6.近場通信（NFC）

近場通信使用位于彼此近場內(nèi)的兩個環(huán)形天線之間的電磁感應(yīng)，有效地形成了空心變壓器。它在ISO / IEC 18000-3空中接口的13.56 MHz的全球可用且未經(jīng)許可的ISM射頻頻段內(nèi)運行，速率范圍為106 kbit / s至424 kbit / s。NFC涉及發(fā)起者和目標；發(fā)起方主動生成可以為無源目標（稱為“標簽”的未供電芯片）供電的RF場。這使NFC目標可以采用非常簡單的外形，例如標簽，貼紙，密鑰卡或無電池卡。如果兩個設(shè)備都通電，則可以進行NFC對等通信。

有兩種模式：

被動通信模式：發(fā)起方設(shè)備提供一個載波字段，目標設(shè)備通過調(diào)制現(xiàn)有字段進行應(yīng)答。在此模式下，目標設(shè)備可以從發(fā)起者提供的電磁場中汲取其工作功率，從而使目標設(shè)備成為轉(zhuǎn)發(fā)器。

活動通信模式：發(fā)起方和目標設(shè)備都通過交替生成自己的字段進行通信。設(shè)備在等待數(shù)據(jù)時會停用其RF字段。在這種模式下，兩個設(shè)備通常都具有電源。

NFC的優(yōu)點和缺點

優(yōu)點：

通過極其簡單的設(shè)置提供低速連接

可用于引導(dǎo)功能更強大的無線連接

NFC的范圍很短，并且支持加密，在這種情況下，NFC可能比早期的私有性較低的RFID系統(tǒng)更適合

缺點：

在許多情況下，短距離可能不可行，因為當前僅在新的Android手機和新的iPhone的Apple Pay上提供

BLE與NFC的比較

BLE和NFC都是集成到手機中的短距離通信技術(shù)。

速度：BLE更快

傳輸：BLE具有更高的傳輸速率

功率：NFC消耗更少的功率

配對：NFC不需要配對

時間：NFC花費的時間更少

連接：自動為NFC建立

數(shù)據(jù)傳輸速率：BLE的最大速率為2Mbits / s，NFC的最大速率為424 kbits / s。

（NFC的距離范圍很短，距離為20cm，這減少了不必要的攔截的可能性，因此它特別適用于信號難以與其發(fā)送的物理設(shè)備相關(guān)聯(lián)的擁擠區(qū)域。）

兼容性：NFC與現(xiàn)有的無源RFID（13.56 MHz ISO / IEC 18000-3）基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)兼容

能源協(xié)議：NFC需要相對較低的功率

受電設(shè)備：NFC與無電設(shè)備一起使用。

NFC設(shè)備可用于非接觸式支付系統(tǒng)，類似于當前在信用卡和電子票證智能卡中使用的設(shè)備，并且它允許移動支付替代或補充這些系統(tǒng)。

我們認為，NFC肯定會取代更加不安全和過時的RFID汽車，因為在智能手機上使用的NFC將僅限于僅與付款，訪問或身份識別等應(yīng)用程序聯(lián)系。