物聯(lián)網(wǎng)（IOT）的網(wǎng)絡(luò)，基于物聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)。簡(jiǎn)而言之，物聯(lián)網(wǎng)被定義為 “ Internet的擬議開發(fā)，其中日常對(duì)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(cè)， 物聯(lián)網(wǎng)將在2020年增長(zhǎng)到260億個(gè)設(shè)備。設(shè)備將如何連接？通信方式如何？無(wú)線通信協(xié)議將如何發(fā)展？

我們可以將無(wú)線通信協(xié)議分解為以下6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：

蜂窩網(wǎng)絡(luò)

無(wú)線上網(wǎng)

射頻（RF）

射頻識(shí)別

藍(lán)牙

NFC

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

1.蜂窩網(wǎng)絡(luò)

蜂窩網(wǎng)絡(luò)通過基站進(jìn)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(yǔ)言中，這種通信形式通常被稱為“ M2M”（機(jī)器到機(jī)器），因?yàn)樗试S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(diǎn)：

連接穩(wěn)定

通用兼容性

缺點(diǎn)：

智能手機(jī)與設(shè)備之間無(wú)直接通信（必須通過基站）

每月費(fèi)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(yuǎn)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(duì)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(huì)變得對(duì)消費(fèi)者更加可行和有趣。

2. WiFi

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

WiFi的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

通用智能手機(jī)兼容性

受到良好保護(hù)和控制

缺點(diǎn)：

相對(duì)較高的功耗

WiFi的不穩(wěn)定和不一致

需要配置wifi密碼賬號(hào)

WiFi連接的示例是Dropcam通過本地WiFi流式傳輸實(shí)時(shí)視頻，而不是通過連接的以太網(wǎng)LAN電纜流式傳輸。WiFi對(duì)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(jī)。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(jiǎn)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(wú)線電。

Z-Wave的范圍約為30米。所使用的無(wú)線電頻段特定于其國(guó)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(guó)），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(biāo)準(zhǔn)。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(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

其技術(shù)的低能耗和簡(jiǎn)單性不依賴于手機(jī)的新功能

缺點(diǎn)：

智能手機(jī)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(wú)法連接設(shè)備

射頻連接的示例是典型的電視遙控器，因?yàn)樗褂蒙漕l，使您可以遠(yuǎn)程切換頻道。其他示例包括無(wú)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(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)南M(fèi)和工業(yè)設(shè)備。

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

4. RFID

射頻識(shí)別（RFID）是無(wú)線使用電磁場(chǎng)識(shí)別物體。通常，您將安裝活動(dòng)的閱讀器，或閱讀包含已存儲(chǔ)信息（主要是身份驗(yàn)證回復(fù)）的標(biāo)簽。專家稱此為主動(dòng)閱讀器被動(dòng)標(biāo)簽（ARPT）系統(tǒng)。短距離RFID約為10厘米，但遠(yuǎn)距離可達(dá)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(dòng)閱讀器主動(dòng)標(biāo)簽（ARAT）系統(tǒng)使用被來自主動(dòng)閱讀器的詢問器信號(hào)喚醒的主動(dòng)標(biāo)簽。RFID頻段運(yùn)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(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

不需要電源

業(yè)已建立并廣泛使用的技術(shù)

缺點(diǎn)：

高度不安全

標(biāo)簽需要作為標(biāo)識(shí)符出現(xiàn)并在移交之前

與智能手機(jī)不兼容

示例包括動(dòng)物識(shí)別，工廠數(shù)據(jù)收集，道路通行費(fèi)和建筑物通道。RFID標(biāo)簽還附在庫(kù)存上，以便可以通過裝配線跟蹤其生產(chǎn)和制造進(jìn)度。作為說明，可以通過倉(cāng)庫(kù)跟蹤藥品。我們認(rèn)為，RFID技術(shù)很快將被智能手機(jī)中的近場(chǎng)通信（NFC）技術(shù)取代。

5.藍(lán)牙

藍(lán)牙是用于短距離交換數(shù)據(jù)的無(wú)線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（使用ISM頻段中從2.4到2.485 GHz的短波UHF無(wú)線電波）。如果您查看頻率，它實(shí)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(fēng)格的藍(lán)牙技術(shù)是：

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

BLE（藍(lán)牙4.0/5.0，低功耗藍(lán)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(hù)的同時(shí)使用快速，低能耗通訊范圍。

iBeacon：它是Apple使用的基于藍(lán)牙技術(shù)的簡(jiǎn)化通信技術(shù)的商標(biāo)。實(shí)際上是什么：藍(lán)牙4.0發(fā)送器，它發(fā)送一個(gè)稱為UUID的ID，您的iPhone可以識(shí)別該ID。這簡(jiǎn)化了許多供應(yīng)商以前面臨的實(shí)施工作。而且，即使沒有經(jīng)過技術(shù)培訓(xùn)的消費(fèi)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(jí)別的NFC進(jìn)行比較。

藍(lán)牙存在于許多產(chǎn)品中，例如電話，平板電腦，媒體播放器，機(jī)器人系統(tǒng)。在低帶寬情況下，在彼此靠近的兩個(gè)或多個(gè)設(shè)備之間傳輸信息時(shí)，該技術(shù)非常有用。藍(lán)牙通常用于通過電話（即，使用藍(lán)牙耳機(jī)）傳輸聲音數(shù)據(jù)或通過手持計(jì)算機(jī)（傳輸文件）傳輸字節(jié)數(shù)據(jù)。藍(lán)牙協(xié)議簡(jiǎn)化了設(shè)備之間服務(wù)的發(fā)現(xiàn)和設(shè)置。藍(lán)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?yàn)橄鄬?duì)于其他通信協(xié)議，它可以實(shí)現(xiàn)更高的自動(dòng)化程度，例如安全性，網(wǎng)絡(luò)地址和權(quán)限配置。

Wifi和藍(lán)牙的比較

Wi-Fi和藍(lán)牙在其應(yīng)用和使用方面在某種程度上是互補(bǔ)的。

無(wú)線上網(wǎng)

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

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

WLAN可以使用臨時(shí)連接，但使用Wi-Fi Direct的藍(lán)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(lán)牙的臨時(shí)功能

藍(lán)牙

兩個(gè)藍(lán)牙設(shè)備之間的對(duì)稱

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

藍(lán)牙接入點(diǎn)確實(shí)存在，盡管它們并不常見

任何處于可發(fā)現(xiàn)模式的藍(lán)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(lán)牙規(guī)范，時(shí)鐘偏移）

藍(lán)牙的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

每部智能手機(jī)都具有藍(lán)牙，可以通過新硬件不斷升級(jí)和改進(jìn)技術(shù)

業(yè)已建立并廣泛使用的技術(shù)

低功耗、方便手機(jī)連接、沒網(wǎng)絡(luò)也能上網(wǎng)

缺點(diǎn)：

硬件功能變化非?？?，需要更換

使用電池供電，iBeacon的使用壽命為1個(gè)月至2年

如果人們關(guān)閉了藍(lán)牙，則說明使用中存在問題。

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

藍(lán)牙技術(shù)無(wú)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?yàn)椴煌氖謾C(jī)對(duì)藍(lán)牙的反應(yīng)也不同。

6.近場(chǎng)通信（NFC）

近場(chǎng)通信使用位于彼此近場(chǎng)內(nèi)的兩個(gè)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(yùn)行，速率范圍為106 kbit / s至424 kbit / s。NFC涉及發(fā)起者和目標(biāo)；發(fā)起方主動(dòng)生成可以為無(wú)源目標(biāo)（稱為“標(biāo)簽”的未供電芯片）供電的RF場(chǎng)。這使NFC目標(biāo)可以采用非常簡(jiǎn)單的外形，例如標(biāo)簽，貼紙，密鑰卡或無(wú)電池卡。如果兩個(gè)設(shè)備都通電，則可以進(jìn)行NFC對(duì)等通信。

有兩種模式：

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

活動(dòng)通信模式：發(fā)起方和目標(biāo)設(shè)備都通過交替生成自己的字段進(jìn)行通信。設(shè)備在等待數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)停用其RF字段。在這種模式下，兩個(gè)設(shè)備通常都具有電源。

NFC的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

通過極其簡(jiǎn)單的設(shè)置提供低速連接

可用于引導(dǎo)功能更強(qiáng)大的無(wú)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(diǎn)：

在許多情況下，短距離可能不可行，因?yàn)楫?dāng)前僅在新的Android手機(jī)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(jī)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(duì)：NFC不需要配對(duì)

時(shí)間：NFC花費(fèi)的時(shí)間更少

連接：自動(dòng)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(hào)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(wú)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(duì)較低的功率

受電設(shè)備：NFC與無(wú)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(dāng)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(dòng)支付替代或補(bǔ)充這些系統(tǒng)。

我們認(rèn)為，NFC肯定會(huì)取代更加不安全和過時(shí)的RFID汽車，因?yàn)樵谥悄苁謾C(jī)上使用的NFC將僅限于僅與付款，訪問或身份識(shí)別等應(yīng)用程序聯(lián)系。