電子工程師和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的產(chǎn)品和系統(tǒng)的應(yīng)用程序開發(fā)人員都有一個(gè)幾乎令人迷惑的連接選項(xiàng)。

許多通信技術(shù)是眾所周知的,，如WiFi,，藍(lán)牙，ZigBee和2G/3G/4G蜂窩,，但也有幾個(gè)新興的新興網(wǎng)絡(luò)選項(xiàng),，如線程作為家庭自動化應(yīng)用的替代品，以及在主要城市實(shí)施的空白電視技術(shù)用于更廣泛的基于IoT的用例,。根據(jù)應(yīng)用,，范圍，數(shù)據(jù)要求,，安全性和功率需求以及電池壽命等因素將決定某種形式的技術(shù)組合的選擇,。這些是向開發(fā)人員提供的一些主要通信技術(shù)。

藍(lán)牙

重要的短距離通信技術(shù)當(dāng)然是藍(lán)牙技術(shù),，在計(jì)算和許多消費(fèi)品市場中已經(jīng)變得非常重要,。預(yù)計(jì)這是可穿戴產(chǎn)品的關(guān)鍵，特別是連接到物聯(lián)網(wǎng),，盡管可能通過智能手機(jī)在許多情況下,。新的藍(lán)牙低功耗（BLE）或藍(lán)牙智能（如現(xiàn)在已被標(biāo)注）是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要協(xié)議。重要的是，雖然它提供了與藍(lán)牙類似的范圍,，但它的設(shè)計(jì)旨在顯著降低功耗,。

但是，Smart/BLE并不是真正設(shè)計(jì)用于文件傳輸,，更適合于小塊數(shù)據(jù),。鑒于其在智能手機(jī)和許多其他移動設(shè)備上的廣泛集成,，因此在許多競爭技術(shù)的個(gè)人設(shè)備環(huán)境中肯定具有重大優(yōu)勢,。根據(jù)藍(lán)牙SIG，超過90％的藍(lán)牙智能手機(jī),，包括iOS,，Android和Windows的型號，預(yù)計(jì)到2018年將“智能就緒”,。

使用藍(lán)牙智能功能的設(shè)備包含了基于射頻收發(fā)器,，基帶和協(xié)議棧的基本數(shù)據(jù)速率和低能量核心配置的藍(lán)牙核心規(guī)范版本4．0（或更高版本 – 2014年底最新版本4．2） 。重要的是,，版本4．2通過其互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議支持配置文件將允許藍(lán)牙智能傳感器通過6LoWPAN連接直接訪問互聯(lián)網(wǎng)（下面更多）,。這種IP連接使得可以使用現(xiàn)有的IP基礎(chǔ)設(shè)施來管理藍(lán)牙智能邊緣設(shè)備。有關(guān)藍(lán)牙4．2的更多信息,，可從RS獲得各種藍(lán)牙模塊,。

標(biāo)準(zhǔn)：藍(lán)牙4．2核心規(guī)格

頻率：2．4GHz（ISM）

范圍：50－150米（智能/BLE）

數(shù)據(jù)速率：1Mbps（智能/BLE）

Zigbee

ZigBee像藍(lán)牙一樣具有大量的操作基礎(chǔ)，盡管傳統(tǒng)上在工業(yè)環(huán)境中也是如此,。 ZigBee PRO和ZigBee遠(yuǎn)程控制（RF4CE）以及其他可用的ZigBee配置文件均基于IEEE802．15．4協(xié)議,，該協(xié)議是以2．4GHz為目標(biāo)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，針對的應(yīng)用程序需要相對不頻繁的數(shù)據(jù)交換,，在限制區(qū)域內(nèi)的距離在100米范圍內(nèi),，例如在家庭或建筑物中。

ZigBee/RF4CE在復(fù)雜系統(tǒng)中具有一些顯著的優(yōu)勢,，提供低功耗操作,，高安全性，魯棒性和高可擴(kuò)展性,，具有高節(jié)點(diǎn)數(shù)量,，并且有能力利用M2M和IoT應(yīng)用中的無線控制和傳感器網(wǎng)絡(luò)。 ZigBee的最新版本是最近推出的3．0版本,，它基本上是將各種ZigBee無線標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一為單一標(biāo)準(zhǔn),。 ZigBee開發(fā)的示例產(chǎn)品和套件包括TI的CC2538SF53RTQT ZigBee片上系統(tǒng)集成電路和CC2538 ZigBee開發(fā)套件。

標(biāo)準(zhǔn)：基于IEEE802．15．4的ZigBee 3．0

頻率：2．4GHz

范圍：10－100米

數(shù)據(jù)速率：250kbps

Z波

Z－Wave是一種低功耗射頻通信技術(shù),，主要用于諸如燈控制器和傳感器之類的產(chǎn)品的家庭自動化,。針對數(shù)據(jù)速率高達(dá)100kbit/s的小數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)包的可靠和低延遲通信進(jìn)行了優(yōu)化，其工作在1GHz頻段,，并且不受WiFi和其他無線技術(shù)在2．4 GHz范圍內(nèi)的干擾,，如藍(lán)牙或ZigBee,。它支持全網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，而不需要協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn),，并且是非?？蓴U(kuò)展的，可以控制多達(dá)232個(gè)設(shè)備,。 Z－Wave使用比其他一些更簡單的協(xié)議,，可以實(shí)現(xiàn)更快更簡單的開發(fā)，但與其他無線技術(shù)（如ZigBee等）的多種來源相比,，唯一的芯片制造商是Sigma Designs,。

標(biāo)準(zhǔn)：Z－Wave Alliance ZAD12837/ITU－T G．9959

頻率：900MHz（ISM）

范圍：30m

數(shù)據(jù)速率：9．6/40/100kbit/s

6LowPAN

基于IP（Internet Protocol）的技術(shù)是6LowPAN（IPv6低功率無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)）。 6LowPAN不是像藍(lán)牙或ZigBee這樣的IoT應(yīng)用協(xié)議技術(shù),，而是一種定義封裝和頭壓縮機(jī)制的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,。該標(biāo)準(zhǔn)具有頻帶和物理層的自由度，也可以在多種通信平臺上使用,，包括以太網(wǎng),，Wi－Fi，802．15．4和sub－1GHz ISM,。一個(gè)關(guān)鍵的屬性是IPv6（互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議版本6）堆棧,，這是近年來非常重要的介紹，以實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng),。 IPv6是IPv4的后繼者,，為世界上每個(gè)人提供大約5 x 1028個(gè)地址，使世界上任何嵌入式對象或設(shè)備都擁有自己的唯一IP地址并連接到互聯(lián)網(wǎng),。例如,，IPv6專為家庭或樓宇自動化設(shè)計(jì)，提供了一種基本的傳輸機(jī)制,，可以通過低功耗無線網(wǎng)絡(luò)以成本效益的方式生產(chǎn)復(fù)雜的控制系統(tǒng)和與設(shè)備進(jìn)行通信,。

該標(biāo)準(zhǔn)旨在通過基于IEEE802．15．4的網(wǎng)絡(luò)發(fā)送IPv6數(shù)據(jù)包，并實(shí)施開放IP標(biāo)準(zhǔn),，包括TCP,，UDP，HTTP,，COAP,，MQTT和Websockets，該標(biāo)準(zhǔn)提供端對端可尋址節(jié)點(diǎn),，允許路由器將網(wǎng)絡(luò)連接到IP,。 6LowPAN是一種網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，具有強(qiáng)大的可擴(kuò)展性和自愈性。網(wǎng)狀路由器設(shè)備可以路由指定給其他設(shè)備的數(shù)據(jù),，而主機(jī)能夠長時(shí)間睡眠,。這里有6LowPAN的解釋，TI提供,。

標(biāo)準(zhǔn)：RFC6282

頻率：（適用于各種其他網(wǎng)絡(luò)媒體,，包括藍(lán)牙智能（2．4GHz）或ZigBee或低功率射頻（亞1GHz）

范圍：N/A

數(shù)據(jù)速率：N/A

線程

線程是一種針對家庭自動化環(huán)境的新型基于IP的IPv6網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?；?LowPAN,，也喜歡它，它不是像藍(lán)牙或ZigBee這樣的IoT應(yīng)用協(xié)議,。然而,，從應(yīng)用的角度來看，它主要被設(shè)計(jì)為WiFi的補(bǔ)充,，因?yàn)樗R別出WiFi對于許多消費(fèi)者設(shè)備而言是有利的，它在家庭自動化設(shè)置中使用的限制,。

線程組于2014年中推出,，免版稅協(xié)議基于各種標(biāo)準(zhǔn)，包括IEEE802．15．4（作為無線空中接口協(xié)議）,，IPv6和6LoWPAN,，并為物聯(lián)網(wǎng)提供了一種彈性的基于IP的解決方案。 Thread專為從現(xiàn)有的IEEE802．15．4無線芯片供應(yīng)商（如飛思卡爾和Silicon Labs）工作,，Thread支持使用IEEE802．15．4無線電收發(fā)器的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò),，能夠處理多達(dá)250個(gè)具有高級別身份驗(yàn)證和加密的節(jié)點(diǎn)。相對簡單的軟件升級應(yīng)允許用戶在現(xiàn)有的支持IEEE802．15．4的設(shè)備上運(yùn)行線程,。

標(biāo)準(zhǔn)：線程,，基于IEEE802．15．4和6LowPAN

頻率：2．4GHz（ISM）

范圍：N/ A

數(shù)據(jù)速率：N/A

無線上網(wǎng)（WIFI）

WiFi連接通常是許多開發(fā)人員的明顯選擇，特別是考慮到局域網(wǎng)內(nèi)家庭環(huán)境中WiFi的普及,。除了明確指出,，現(xiàn)有基礎(chǔ)架構(gòu)廣泛，并提供快速的數(shù)據(jù)傳輸和處理大量數(shù)據(jù)的能力,，這不需要進(jìn)一步的解釋,。

目前，在家庭和許多企業(yè)中使用的最常見的WiFi標(biāo)準(zhǔn)是802．11n,，其提供了在數(shù)百兆比特每秒的嚴(yán)格吞吐量,，這對于文件傳輸是很好的，但對于許多IoT應(yīng)用來說可能太耗電了,。 RS提供了一系列用于構(gòu)建基于WiFi的應(yīng)用的RF開發(fā)套件,。

標(biāo)準(zhǔn)：基于802．11n（今天最常見的用途）

頻率：2．4GHz和5GHz頻段

范圍：約50m

數(shù)據(jù)速率：最大600 Mbps，但根據(jù)所使用的通道頻率和天線數(shù)量（最新的802．11－ac標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)提供500Mbps至1Gbps），150－200Mbps更為典型,。

蜂窩

需要更長距離運(yùn)行的IoT應(yīng)用程序可以利用GSM/3G/4G蜂窩通信功能,。雖然蜂窩電話顯然能夠發(fā)送大量的數(shù)據(jù)，特別是對于4G,，但對于許多應(yīng)用來說,，費(fèi)用和功耗將會太高，但是對于傳輸速度非常低的基于傳感器的低帶寬數(shù)據(jù)項(xiàng)目來說,，這是非常理想的互聯(lián)網(wǎng)上的數(shù)據(jù)量,。該領(lǐng)域的一個(gè)關(guān)鍵產(chǎn)品是SparqEE系列產(chǎn)品，包括原始的小型CELLv1．0低成本開發(fā)板和一系列與Raspberry Pi和Arduino平臺一起使用的屏蔽連接板,。

標(biāo)準(zhǔn)：GSM/GPRS/EDGE（2G）,，UMTS/HSPA（3G），LTE（4G）

頻率：900/1800/1900/2100MHz

范圍：GSM最大35km,； HSPA最長200公里

數(shù)據(jù)速率（典型下載）：35－170kps（GPRS）,，120－384kbps（EDGE），384Kbps－2Mbps（UMTS）,，600kbps－10Mbps（HSPA）,，3－10Mbps

NFC

NFC（近場通信）是一種技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)電子設(shè)備之間的簡單和安全的雙向交互,，特別適用于智能手機(jī),，允許消費(fèi)者執(zhí)行非接觸式支付交易，訪問數(shù)字內(nèi)容和連接電子設(shè)備,。本質(zhì)上它擴(kuò)展了非接觸式卡技術(shù)的能力,，并使設(shè)備能夠在距離小于4cm的情況下共享信息。此處提供更多信息,。

標(biāo)準(zhǔn)：ISO/IEC 18000－3

頻率：13．56MHz（ISM）

范圍：10厘米

數(shù)據(jù)速率：100－420kbps

Sigfox

標(biāo)題另一種廣泛的技術(shù)是Sigfox,，它的范圍在WiFi和蜂窩之間。它使用可免費(fèi)使用的ISM頻帶,，而不需要獲取許可證,，以便在非常窄的頻譜范圍內(nèi)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭B接對象和從連接對象傳輸數(shù)據(jù)。 Sigfox的想法是,，對于運(yùn)行在小型電池上的許多M2M應(yīng)用程序,，只需要低級別的數(shù)據(jù)傳輸，則WiFi的范圍太短,，而蜂窩電話太貴,，并且功耗太大。 Sigfox使用一種稱為超窄帶（UNB）的技術(shù),，僅用于處理每秒10至1,，000位的低數(shù)據(jù)傳輸速度,。與5000微瓦相比，蜂窩通信消耗的電量僅為50微瓦,，或者可以通過2．5Ah電池提供典型的待機(jī)時(shí)間20年,，而蜂窩電話僅為0．2年。

已經(jīng)部署在成千上萬個(gè)連接對象中,，該網(wǎng)絡(luò)目前正在歐洲主要城市推出,，其中包括英國的十個(gè)城市。該網(wǎng)絡(luò)提供了一個(gè)強(qiáng)大的,，功率高效和可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò),，可以與數(shù)百萬個(gè)電池供電設(shè)備在幾平方公里的區(qū)域進(jìn)行通信，使其適用于預(yù)期包括智能電表,，病人監(jiān)視器,，安全設(shè)備，街道照明和環(huán)境傳感器,。 Sigfox系統(tǒng)使用Silicon Labs等EZRadioPro無線收發(fā)器等硅片,，為在1GHz以下頻段工作的無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供行業(yè)領(lǐng)先的無線性能，擴(kuò)展范圍和超低功耗,。

標(biāo)準(zhǔn)：Sigfox

頻率：900MHz

范圍：30－50公里（農(nóng)村環(huán)境）,，3－10公里（城市環(huán)境）

數(shù)據(jù)速率：10－1000bps

Neul

與Sigfox相似，在1GHz頻段內(nèi)運(yùn)行,，Neul利用電視白空間頻譜的小片，提供高可擴(kuò)展性,，高覆蓋率,，低功耗和低成本無線網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)基于Iceni芯片,，其使用白色空間無線電進(jìn)行通信,，以訪問高質(zhì)量的UHF頻譜，由于模擬到數(shù)字電視轉(zhuǎn)換,，現(xiàn)在可用,。通信技術(shù)稱為無重量，是一種為IoT設(shè)計(jì)的新型廣域無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),，與現(xiàn)有的GPRS,，3G，CDMA和LTE WAN解決方案大有競爭,。數(shù)據(jù)速率可以是在同一個(gè)單一鏈路上從每秒幾位到100kbps的任何數(shù)據(jù)速率,；并且設(shè)備可以從2xAA電池消耗少至20至30mA，這意味著在現(xiàn)場10至15年,。

標(biāo)準(zhǔn)：Neul

頻率：900MHz（ISM）,，458MHz（英國）,，470－790MHz（白色空間）

范圍：10公里

數(shù)據(jù)速率：最少可達(dá)100kbps

LoRaWAN

Again在某些方面與Sigfox和Neul類似，LoRaWAN針對廣域網(wǎng)（WAN）應(yīng)用,，旨在為具有特定功能的低功率WAN提供支持,，以便在IoT，M2M和M2M中支持低成本移動安全雙向通信智能城市和工業(yè)應(yīng)用,。針對低功耗優(yōu)化并支持具有數(shù)百萬和數(shù)百萬臺設(shè)備的大型網(wǎng)絡(luò),，數(shù)據(jù)速率范圍為0．3 kbps至50 kbps。

標(biāo)準(zhǔn)：LoRaWAN

頻率：各種

范圍：2－5公里（城市環(huán)境）,，15公里（郊區(qū)環(huán)境）

數(shù)據(jù)速率：0．3－50 kbps,。