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连接技术与物联网

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2017年6月22日

CPOL

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物联网支持多种数据传输方式,而蓝牙® LE或Wi-Fi(仅举几例)可能并非适合所有设备。本文旨在通过探讨每种技术的优势和实际应用示例,让您的选择更加轻松。

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在Intel®物联网平台上开发时,一个重要的考虑因素是决定哪种(或多种)通信技术适合您的特定应用。物联网支持多种数据传输方式,而蓝牙® LE或Wi-Fi(仅举几例)可能并非适合所有设备。本文旨在通过探讨每种技术的优势和实际应用示例,让您的选择更加轻松。

连接到Intel®物联网平台

本页面引用的所有通信协议均受Intel开源传感器和连接框架UPM项目支持。如果您想深入了解任何单个API,可以从存储库的无线通信部分开始。

4G / LTE*

长期演进*(LTE*)是一种高速无线通信标准,已广泛应用于手机。

  • 优势:数据传输速度快,峰值下载速率高达299.6Mbit/s。普及率高。
  • 局限性:功耗优化不足。系统复杂,实施和维护成本较高。
  • 适用场景:主要市场包括智慧城市工业自动化。其他用途包括自动驾驶汽车和车队管理。

有关更多信息,请参阅3GPP的LTE项目页面

BACnet*

BACnet*是由美国供暖、制冷和空调工程师学会(ASHRAE)开发的通信协议,用于供暖和制冷设备。该标准运行在ARCNET、以太网、ZigBee*和LonTalk*等其他通信标准之上。

  • 优势:专门针对供暖和制冷设备的特定需求进行了优化。
  • 局限性:不适用于供暖和制冷以外的任何领域。
  • 适用场景:主要市场包括智慧城市楼宇管理系统智能家居。其他用途包括HVAC、照明控制、门禁控制和火灾报警系统。
  • 示例:E50H5 BACnet MS/TP导轨式电表在智能建筑中用于监测电力,并跟踪燃气、水、蒸汽或其他能源的使用情况。

有关更多信息,请参阅BACnet项目页面

蓝牙® LE

低功耗蓝牙(Bluetooth® Low Energy)是一种用于创建个人区域网络的无线技术。这是蓝牙®技术的衍生品,专为低功耗运行而设计。

  • 优势:非常适合资源有限的小型设备。低成本技术,与大量现有设备兼容。体积小巧,也适合构建可穿戴设备等小型设备。
  • 局限性:范围限制在100米内,最大吞吐量为2.1 Mbit/s。
  • 适用场景:主要市场包括智能家居视觉零售楼宇管理系统。此外,还可用于车队管理和远程信息处理、医疗保健、体育和健身以及人机接口设备。
  • 示例:在此代码示例中,低功耗蓝牙与TI SensorTag CC2650结合使用,用于监测环境,例如在智能家居中。

有关更多信息,请参阅低功耗蓝牙项目页面

GPRS*

通用分组无线业务*(GPRS*)是一种移动通信标准,在2G和3G网络上使用GSM(全球移动通信系统)。它与其他移动技术不同之处在于,它是一种尽力而为的服务,保证通信的最低服务质量。

  • 优势:“始终在线”连接的良好选择。一种旧标准,可以连接到已广泛采用的旧设备和网络。
  • 局限性:仅支持低速移动通信。
  • 适用场景:主要市场包括智慧城市视觉零售工业自动化。此外,还用于交通运输和车队管理。
  • 示例:Grove GPRS模块 V2在此有详细介绍,并用于在视觉零售环境中连接各种传感器。

有关更多信息,请参阅此GPRS概述

GPS

GPS,即全球定位系统,是一个基于卫星网络的全球导航网络。带有GPS接收器的设备能够精确定位其坐标。

  • 优势:免费提供,并已在军事硬件上实现。几乎随处可用。
  • 局限性:单向通信方法,只能接收数据。仅用于报告位置数据。
  • 适用场景:主要市场包括工业自动化。此外,还可用于基于交通运输的设备、车队管理和自动驾驶汽车。
  • 示例:DFRobot的UBLOX LEA-6H基于GPS的Shield用于在工业自动化中连接各种传感器。

有关更多信息,请参阅GPS项目页面

LoRaWAN*

一个长距离、低功耗平台。数据经过加密,可供区域、国家或全球网络使用。此技术专为电池供电设备设计。

  • 优势:通信距离长,在人口稠密的城市地区可达2-5公里。功耗低。
  • 局限性:在3G网络上的数据速度较低。
  • 适用场景:主要市场包括智慧城市工业自动化。也用于车队管理和可穿戴设备。
  • 示例:SX1276 LoRa/FSK调制解调器用于在智慧城市环境中连接各种传感器。

有关更多信息,请参阅LoRaWAN项目页面

Modbus

Modbus是一种用于通过串行端口通信的协议。它是一项经过时间检验的成熟技术,于1979年开发,用于与可编程逻辑控制器(PLC)配合使用。此后,该技术在工业应用中得到了广泛应用。

  • 优势:可靠、久经考验的通信方法。与旧设备兼容,可用于连接现有的遗留技术。这是一个开放协议,可以免费实现。
  • 局限性:仅限于单一的、非无线传输方法。
  • 适用场景:主要市场包括智能家居视觉零售楼宇管理系统
  • 示例:T3311温湿度变送器正在智能建筑中部署,用于监测建筑HVAC自动化、仓库以及博物馆的档案存储的温度。

有关更多信息,请参阅Modbus项目页面

NFC/RFID

近场通信(NFC)是RFID技术的一个子集,允许在约1.6英寸的极短距离内进行无线通信。这通常用于从塑料卡(如信用卡)中的嵌入式芯片传输数据。

  • 优势:包含数据的芯片无需供电。实现成本低。
  • 局限性:仅限于在近距离传输少量数据。
  • 适用场景:主要市场包括智能家居视觉零售楼宇管理系统。此外,还用于卡片认证、商业和引导其他通信方法。
  • 示例:Sparkfun RFID评估Shield在视觉零售中用于读取RFID芯片。

有关更多信息,请参阅NFC项目页面

SigFox*

一个低功耗、广域网,设计用于在工业、科学和医疗ISM无线电频段运行。这是一个封闭的标准。

  • 优势:成本低,能耗低。与蓝牙、GPS、2G/3G/4G和Wi-Fi兼容。
  • 局限性:SigFox*提供的专有解决方案。
  • 适用场景:主要市场包括智慧城市工业自动化。也用于车队管理、零售、农业、健康与辅助生活以及家庭自动化。

有关更多信息,请参阅SigFox项目页面

Wi-Fi

Wi-Fi是大多数人熟悉的用于建立局域网络的无线标准。Wi-Fi网络是家庭和办公室应用的通用标准。

  • 优势:普及率高,无处不在。与其他技术相比,射程更远。数据吞吐量好。
  • 局限性:功耗高,物理尺寸大。
  • 适用场景:主要市场包括智能家居视觉零售楼宇管理系统。总的来说,适用于拥有强大电源资源的较大型主板和网关。此外,还用于智能自动售货机、智能家居、车队管理和远程信息处理。
  • 示例:如何构建环境监测解决方案参考实现中,Wi-Fi用于监测智能家居或楼宇的环境。

有关更多信息,请参阅Wi-Fi项目页面

Z-Wave*

Z-Wave*是一种为家庭自动化应用而开发的无线技术。它旨在实现高可靠性和低延迟。

  • 优势:专为家庭自动化应用而设计,可视为家庭物联网设备的即插即用解决方案。
  • 局限性:射程约30米。低速率系统。
  • 适用场景:主要市场包括智能家居视觉零售楼宇管理系统。此外,还用于照明、HVAC、安全和家庭影院应用。
  • 示例:Trane TZEMT400 Z-Wave恒温器在智能家居应用中用于监测温度和远程管理。

有关更多信息,请参阅Z-Wave项目页面

ZigBee*

ZigBee*是一种用于部署个人区域网络的无线技术,其设计宗旨是小型、低功耗且成本低廉。作为一个简单的系统,它适用于更广泛的、不太复杂的设备,例如电灯开关。

  • 优势:低延迟和低功耗使其成为电池供电设备的理想选择,这些设备可以运行多年。其简单的拓扑结构使其可以与其他简单设备集成。
  • 局限性:范围限制在10-100米,且需要视线。数据速率低。
  • 适用场景:主要市场包括智能家居视觉零售楼宇管理系统。此外,还用于家庭娱乐、工业控制、医疗数据采集和烟雾/入侵者警报应用。
  • 示例:Z311X、Netvox ZB11D*等设备用于在此Intel案例研究中构建智能会议室。

有关更多信息,请参阅ZigBee项目页面

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