物联网设备的常见网络连接方式
物联网设备的常见网络连接方式有:以太网、RS-485、RS-232、USB、WIFI、蓝牙、低功耗广域网(LPWAN)、Zigbee、DALL、卫星联网
其中有线连接
以太网、RS-485、RS-232、USB
1.以太网:以太网(Ethernet)是一种局域网(LAN)技术,用于在计算机和其他设备之间传输数据。它是最常用的有线网络技术之一。是目前最常用的局域网组网方式(主要的标准是IEEE 802.3),通过集线器、交换机和路由器构成一个网络,利用双绞线(或者光纤)将这些网络设备与主机连接起来。以太网定义了一组标准,包括物理连接、数据传输速率、数据帧格式和网络协议等。以太网使用双绞线或光纤等传输介质,在设备之间建立物理连接。它采用了一种称为载波侦听多路访问/碰撞检测(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection,CSMA/CD)的协议,用于控制数据在网络中的传输。以太网的数据传输速率可以根据所使用的技术和设备而有所不同。目前,常见的以太网速度包括10 Mbps(以太网)、100 Mbps(快速以太网)、1 Gbps(千兆以太网)和10 Gbps(10千兆以太网)等。此外,还有更高速度的以太网标准,如40 Gbps和100 Gbps。以太网是互联网基础设施的关键组成部分,它支持各种应用,包括访问互联网、局域网通信、文件传输、实时视频流等。
2.RS-485:是一种半双工的工作方式,即任何时候只有一点处于发送状态。RS-485支持总线型结构,总线长度可达上千米,节点数可以多达256个。由于总线结构布线简单,因此广泛应用于门禁对讲、楼宇报警等网络。RS-485是一种串行通信标准,用于在工业控制和自动化系统中传输数据。它是RS-422标准的扩展版本,提供了更强大的信号传输能力和多点通信的支持。RS-485通常用于远距离、高噪声环境下的数据通信,例如工业控制系统、建筑自动化、多点数据采集系统等。它使用平衡差分信号传输的方式,能够有效地抵抗电磁干扰和传输线路中的噪声,从而在复杂的工业环境中保持可靠的通信。RS-485支持多点(最多128个)和距离长达1200米的通信。它可以实现全双工或半双工通信,允许多个设备在同一通信线上进行数据交换。在RS-485网络中,通常需要使用特定的驱动器和接收器电路来确保数据的可靠传输。总的来说,RS-485是一种适用于工业环境的可靠、灵活的串行通信标准,广泛应用于各种工业控制和自动化系统中。
3.RS-232:RS-232(Recommended Standard 232)是一种通信接口标准,最初用于计算机和外部设备之间的串行数据通信。它定义了物理连接、信号电平、数据传输速率和通信协议等方面的规范。适合点对点进行通讯,本质上它不适合用于组网。RS-232通常用于PC机连接外部设备(比如鼠标、打印机、调制解调器等),但是也有很多电气设备通过RS-232与网关或上位主机连接起来。RS-232通常使用DB-9或DB-25连接器,并使用串行通信协议在两个设备之间传输数据。它是一种点对点通信标准,即一台计算机可以连接到一个外部设备,如打印机、调制解调器、终端等。RS-232定义了几种信号线,包括发送数据(TXD)、接收数据(RXD)、数据就绪(DSR)、数据终端就绪(DTR)、请求发送(RTS)和清除发送(CTS)等。通过这些信号线的组合,可以实现数据的双向传输和通信控制。RS-232通常用于较短距离的数据传输,最常见的速率包括9600 bps、19200 bps和115200 bps等。它适用于串行点对点的简单数据传输,但在长距离传输和抗干扰能力方面相对较弱。尽管现代计算机和设备中使用的串行通信接口越来越多样化,但RS-232仍然在某些应用中广泛使用,例如以RS-232接口连接的调试控制台和设备的串行通信等。
4.USB:USB是一种非常便利、广泛支持的设备连接接口,在很多场景下,可以替代传统的串行连接接口。目前越来越多的设备支持通过USB接口来连接主机,或者将RS-485或RS-232转换成USB接口
其中无线连接
WIFI、蓝牙、低功耗广域网(LPWAN)、Zigbee、DALL、卫星联网
1.WIFI:WIFI代表了无线局域网组网技术(主要的标准是IEEE 802.11),广泛应用于家庭、商业和工业场景中,成为最主流的联网方式之一。Wi-Fi网络通常由一个或多个无线路由器或接入点构成,这些设备连接到有线网络或宽带调制解调器,为无线设备提供接入互联网的通道。Wi-Fi网络的覆盖范围取决于设备的功率和环境条件,一般在家庭、办公室、公共场所等地方都可以找到Wi-Fi网络。最新的Wi-Fi标准包括802.11n、802.11ac和802.11ax(也称为Wi-Fi 6),这些标准提供了更高的速度、更好的覆盖范围和更可靠的连接,以满足不断增长的无线通信需求。总的来说,Wi-Fi技术已经成为人们日常生活和工作中不可或缺的一部分,为各种设备提供了方便快捷的无线网络连接。
2.蓝牙:是一种短距离(通常小于10米)的无线通信技术,通常用于笔记本电脑、智能手机、车载系统、无线耳机,以及各种穿戴设备之间进行数据通信。蓝牙技术的主要特点包括低能耗、低成本和短距离连接。它通常用于设备间的个人局域网(PAN)连接,允许设备在十几米范围内进行数据传输和共享。蓝牙技术也被广泛用于连接外围设备,如蓝牙耳机、蓝牙音箱、蓝牙键盘以及智能手环和智能手机之间的连接等。蓝牙技术的不断发展使其在连接稳定性、传输速率和能耗等方面都得到了改善。最新的蓝牙版本能够提供高速数据传输和更稳定的连接,从而满足了各种应用场景下的需求。总的来说,蓝牙技术为各种设备提供了便捷的短距离无线连接能力,让用户能够更方便地进行设备间的数据传输和交互。
3.低功耗广域网(LPWAN):适合广域范围内实现物联网终端连接互联网,典型有两种技术:NB-IoT、LoRa。NB-IoT,是一种利用移动基站进行通信的窄带低功耗广域网络技术,它使用了授权的频段,可直接部署于现有的移动通信网络上,需要运营商提供服务和支持。NB-IoT针对低功耗的、广域范围的、传输数据量小且更新频率也不高的物联网设备,适合于像路灯、停车、共享单车、物流集装箱、空气监测仪等各种户外场景。LoRa,是另一种与NB-IoT竞争的窄带通信技术,它使用了非授权频段。LoRa在组网的时候,不需要运营商的支持,终端设备通过LoRa网关与局域网或者互联网连接。LoRa可以用于企业建立广域的私有无线网络,连接企业场景中的各种物联网设备,设备与网关之间的距离可以达到2公里至10公里以上。
4.Zigbee:是一种短距离(10米至近百米)的无线网络技术,适合在室内环境连接终端设备。Zigbee网络的下层协议遵从IEEE 802.15.4标准,上层协议由Zigbee组织定义规范,实现了传输安全性,以及应用层对节点之间通信的需求。Zigbee组网成本低,通过一个协调器构建一个网络,终端设备要么直接跟协调器通信,要么通过其他设备接力的方式,间接地通过协调器连接网络。Zigbee目前主要应用于工业自动化、楼宇自动化、仓储与物流、智能家居等包含较多联网设备的场景。
5.DALL:(Digital Addressable Lighting Interface) ,是智能照明领域的一个开放标准。DALI用于将照明设备连接起来,每条DALI总线可以连接64个照明或开关设备,长度可以达到300米。DALI标准定义了设备之间的通信语言:开、关、调节灯光等。DALI控制器作为网关,可以连接到RS-232、RS-485、以太网,或者直接连接到无线WIFI或移动通信网络。
6.卫星联网:通过卫星来连接网络是一种在特殊条件下比较便捷的方式,比如在飞机上、偏远山区或者大海上。通讯卫星通过地面站与互联网连接起来,卫星手机或者地面接收站点通过卫星天线连接通讯卫星,进而连接互联网的服务。除了数据通信,当前主流的户外定位也通过卫星来实现,譬如我们常用的GPS定位,以及北斗卫星定位。
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