物联网的通信标准,哪一种最合适?

  对于整个协议栈,仍然没有全面的标准。此外,目前还不存在针对6LoWPAN解决方案的认证程序。由于数据链路层中有多种可选模式,不同的制造商开发的解决方案在网络层无法互操作。尽管如此,这些解决方案可以被指定为6LoWPAN网络,而在不同网络中驻留的6LoWPAN设备可以通过Internet进行通信,只要它们使用相同的Internet应用程序协议。6LoWPAN设备还可以与任何基于IP的服务器或设备进行通信,包括Wi-Fi和以太网设备。

  6LoWPAN通信协议仍然是一个全新的协议。初始安装是2.4 GHz、868MHz和916MHz的ISM波段。由于802.15.4技术 (网状网络拓扑、大型网络、可靠的通信和低功耗操作)和IP通信技术的优势,6LoWPAN处在一个有利的位置,可以推动不断发展的云连接传感器市场、低数据率应用和能量敏感型应用程序向前发展。

  标准:RFC6282

  频率:适用于其他多种网络媒体,包括智能蓝牙 (2.4 GHz)或ZigBee或低功耗RF(sub-1GHz)

  里程:N/A

  数据率:N/A

  4. Thread 线程

  有一个旨在家居智能环境的基于IP的IPv6网络协议,即基于6LowPAN的线程。这个由Thread Group于2014年年中发布的免版税协议基于各种标准,包括IEEE802.15.4 (无线空中接口协议)、IPv6和6LoWPAN,并为物联网提供了一种弹性的基于IP的解决方案。由于要在现有的IEEE802.15.4无线硅上工作,线程支持使用IEEE802.15.4无线电收发机的网状网络,且能处理高达250个节点,并具有很高的认证和加密能力。一个相对简单的软件升级应该允许用户在现有的IEEE802.15.4设备上运行线程。

  标准:线程,基于IEEE802.15.4和 6LowPAN

  频率:2.4GHz (ISM)

  里程:N/A

  数据率:N/A

  5. Zigbee

  作为网状网络,ZigBee(也使用IEEE 802.15.4)主要在2.4 GHz的ISM波段上运行,但它也支持868MHz和916MHz的ISM波段。尽管ZigBee的数据传输量最高可达250kbps,但实际应用程序的数据传输率往往要低得多。省电模式使硬币电池的操作可以维持几年。

  这个标准由ZigBee Alliance维护。它定义了802.15.4数据链路层之上的协议层,并提供了一些应用程序概要文件。ZigBee在智能电网领域的应用非常成功。

  尽管ZigBee标准有一个IP规范,但是它与主要应用程序领域的公共概要文件分离,并且尚未得到广泛的应用。ZigBee网络需要一个应用级的网关进行云连接。网关作为节点来实现,是ZigBee网络的一部分,同时通过以太网或Wi-Fi来执行TCP/IP栈。

  ZigBee PRO和ZigBee远程控制(RF4CE),以及其他可用的ZigBee配置文件,其针对的应用程序需求是,在一个受限制的区域及100m范围如家居环境或建筑物内,数据率相对较低,不需要频繁的数据交换。

  标准:基于IEEE802.15.4的ZigBee 3.0

  频率:2.4GHz

  里程:10-100m

  数据率:250kbps

  6. NFC

  NFC(近场通讯)是一项技术,可以在电子设备之间实现简单和安全的双向交互,尤其适用于智能手机,使消费者可以进行非接触式支付交易、访问数字内容及连接电子设备。从本质上说,它扩展了非接触式卡技术的功能,使设备能够在不超过4cm的距离内共享信息。

  标准: ISO/IEC 18000-3

  频率: 13.56MHz (ISM)

  里程: 10cm

  数据率: 100–420kbps

  7. SigFox

  Sigfox是一项宽里程技术,就里程而言介于Wi-Fi和蜂窝网络之间。它使用ISM波段,且不需要获得许可,便可以在一个非常狭窄的频段内与连接对象传输数据。对于许多运行小电池且仅需要低层次数据传输的M2M应用程序来说,Wi-Fi的传输里程太短,而蜂窝网络成本昂贵且功耗大。Sigfox使用一种称为超窄带(UNB)的技术解决了此问题,其处理的是低数据传输,速度每秒10位到1000位。

  标准: Sigfox

  频率: 900MHz

  里程: 30-50km (农村环境), 3-10km (城市环境)

  数据率: 10-1000bps

  8. LoRa

  LoRaWAN的目标是广域网(WAN)应用程序,旨在为低功耗广域网提供各项功能,以支持物联网、M2M、智能城市和工业应用的低成本移动安全双向通信。其针对低功耗进行了优化,并支持拥有数百万台设备的大型网络,数据率是0.3 kbps到50 kbps。

  标准: LoRaWAN

  频率: 不同

  里程: 2-5km (农村环境), 15km (城市环境)

  数据率: 0.3-50 kbps

  9. 展望物联网的未来

  许多需要物联网通信的新兴应用将依赖设备之间的有效信息传输,它们通常使用基于云端的应用程序。不过,在许多情况下,这将产生大量不必要的数据通信。使用一个更本地化的通信中心可以更有效地处理延迟。雾运算便是支持设备有效通讯的绝佳选择。