无线通信协议的概念（无线通信协议的6个标准）

物联网(IOT)网络，基于物联网的网络。简言之，物联网被定义为互联网的发展计划，其中日常物品具有网络连接，允许它们发送和接收数据。"

据预测，2020年物联网将增长至260亿台设备。设备将如何连接？什么沟通方式是什么？无线通信协议将如何发展？

我们可以将无线通信协议分解为以下六个标准：

细胞网络

无线互联网接入

射频(RF)

射频识别

蓝牙

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在以下段落中，我们将简要概述和解释每种物联网通信技术、其优缺点及其智能手机兼容性。

1.细胞网络

网络通过基站进行通信。按照连接速度分别称为GSM、GPRS、CDMA、GPRS、2G/GSM、3G、4G/LTE、EDGE等。

在物联网语言中，这种交流形式通常被称为M2M (机器对机器)因为它允许电话等设备通过蜂窝网络发送和接收数据。

蜂窝网络的优点和缺点

优势：

连接稳定性

通用兼容性

缺点：

智能手机和设备之间没有直接通信(必须通过基站)。

每月费用高

高功耗

蜂窝网络的示例包括向远程服务器发送数据的公用事业仪表、数字广告牌上更新的商业广告或通过互联网连接的汽车。

卫星对于低数据量的通信是有用的(主要用于工业用途)，但是在不断变化的不久的将来，随着卫星通信成本的逐渐降低，对于消费者来说，使用卫星技术可能变得更加可行和有趣。

2.无线局域网（wireless fidelity的缩写）

WiFi是一种无线局域网(WLAN)，通过2.4GhZ UHF和5GhZ ISM频率使用IEEE 802.11标准。WiFi为小范围内的设备提供互联网接入。

WiFi的优点和缺点

优势：

通用智能手机兼容性

受到良好的保护和控制

缺点：

相对较高的功耗

WiFi的不稳定性和不一致性

需要配置Wifi密码帐户

WiFi连接的一个例子是Dropcam通过本地WiFi传输实时文章，而不是通过连接的以太网LAN电缆传输。WiFi对于很多物联网连接是有用的，但这种连接通常连接到外部云服务器，而不是直接连接到智能手机。由于电池的高功耗，不建议用于电池供电的设备。

3.射频(RF)

射频通信可能是设备间最简单的通信形式。ZigBee或ZWave等协议使用嵌入或修改到电子设备和系统中的低功率RF无线电。

Z波的范围约为30m。所使用的无线电频带是特定于其国家/地区的。例如，欧洲有868.42 MHz SRD频段，900 MHz ISM或908.42 MHz频段(美国)，以色列916 MHz，香港919.82 MHz，澳/新921.42 MHz)，印度865.2 Mhz。

基于ZigBee IEEE 802.15.4标准。然而，其低功耗将传输距离限制在10至100米。

射频的优点和缺点

优势：

它的低能耗和简单性不依赖于手机的新功能。

缺点：

智能手机不使用射频技术，也没有中央集线器将射频设备连接到互联网，因此无法连接设备。

射频连接的一个例子是典型的电视遥控器，因为它使用射频，使您能够远程切换频道。其他示例包括无线电灯开关、带室内显示器的电表、交通管理系统以及其他需要短距离和低速率无线数据传输的消费电子和工业设备。

射频通信协议适用于大规模部署，例如酒店，因为酒店需要对大量设备进行集中和本地管理。然而，在不久的将来，这种技术可能会越来越过时，并被蓝牙网状网络所取代。

4.射频识别（Radio Frequency Identification）

射频识别(RFID)是利用电磁场以无线方式识别物体。通常，您会安装一个主动读取器，或者读取包含存储信息(主要是认证回复)的标签。专家称这种主动阅读器为被动标签(ARPT)系统。短距离RFID大约10cm，但是长距离RFID可以达到200m。很多人没有LonTheremin在1945年发明了RFID作为苏联的间谍工具。

阅读器有源标签(ARAT)系统使用由来自有源阅读器的询问器信号唤醒的有源标签。RFID频段工作在：120-150千赫(10厘米)、3.56兆赫(10厘米-1米)、433兆赫(1-100米)、865-868兆赫(欧洲)、902-928兆赫(北美)(1-12米)。

RFID的优点和缺点

优势：

不需要电源。

成熟且广泛使用的技术

缺点：

非常不安全

标签需要在移交之前作为标识符出现

与智能手机不兼容

示例包括动物识别、工厂数据收集、道路收费和建筑物访问。RFID标签也附在库存上，这样就可以通过装配线跟踪它们的生产和制造进度。举例来说，可以通过仓库跟踪毒品。我们相信RFID技术将很快被智能手机中的近场通信(NFC)技术所取代。

5.蓝牙

蓝牙是一种短距离数据交换的无线技术标准(使用ISM频段2.4到2.485 GHz的短波UHF无线电波)。如果你看看频率，它它实际上与WiFi相同，因此这两种技术看起来非常相似。但是它们有不同的用途。通常谈论的3种不同类型的蓝牙技术是：

蓝牙：还记得蓝牙被认为是耗尽电池和黑洞的时代吗？这样的蓝牙是手机历史上的鼎盛时期，以手机大小为特征。这种蓝牙技术很耗电，不安全，配对通常也很复杂。

BLE (Bluetooth 4.0/5.0，低功耗蓝牙):最初由诺基亚推出，目前被所有主流操作系统使用，如iOS、Android、Windows Phone、黑莓、OS X、Linux和Windows 8。BLE使用快速和低功耗的通信范围，同时保持。

IBeacon:是苹果公司使用的基于蓝牙技术的简化通信技术的商标。它实际上是什么：蓝牙4.0发送器，发送一个名为UUID的ID，你的iPhone可以识别。这就简化了之前很多供应商面临的实施工作。而且，即使是没有经过技术培训的消费者，也可以像Estimote.com或其他替代产品一样，轻松使用iBeacon。虽然iBeacon技术在技术层面上可以和NFC在抽象层面上相提并论。

蓝牙存在于许多产品中，例如电话、平板电脑、媒体播放器和机器人系统。在低带宽的情况下，这种技术在两个或两个以上彼此靠近的设备之间传输信息时非常有用。蓝牙通常用于通过电话传输声音数据(即使用蓝牙耳机)或通过手持电脑传输字节数据(文件传输)。蓝牙协议简化了设备间服务的发现和设置。蓝牙设备可以宣传他们提供的所有服务。这使得使用服务更容易，因为它可以实现比其他通信协议更高程度的自动化，例如安全性、网络地址和权限配置。

Wifi和蓝牙的比较

Wi-Fi和蓝牙在应用和使用上有一定的互补性。

无线互联网接入

接入点以非对称客户端-服务器连接为中心，提供通过接入点路由的所有流量。

它可以很好地服务于在某种程度上可以由客户端配置并且需要高速运行的应用，例如通过接入节点的网络接入。

WLAN可以使用临时连接，但是蓝牙使用Wi-Fi Direct就没那么容易了。最近开发的Wi-Fi Direct可以增加更多类似蓝牙的临时功能。

蓝牙

两个蓝牙设备之间的对称性

适用于需要以最小配置连接两个设备的简单应用，例如耳机和遥控器。

蓝牙接入点确实存在，尽管它们并不常见。

任何处于可被发现模式的蓝牙设备都会按需传输以下信息：

设备名称

设备类别

服务列表

信息(如设备功能、制造商、使用的蓝牙模式、时钟偏移)

蓝牙的优点和缺点

优势：

每部智能手机都有蓝牙，可以通过新的硬件进行升级和改进。

成熟且广泛使用的技术

功耗低，手机连接方便，无网络也能上网。

缺点：

硬件功能变化非常快，需要更换。

由电池供电，iBeacon的使用寿命为1个月到2年。

如果人家把蓝牙关了，说明使用有问题。

蓝牙技术主要应用于医疗保健、健身、信标、安防和家庭娱乐行业。

蓝牙技术无疑是目前最热门的技术，但它的功能却被高估或误解了很多次。如果应用程序变得有趣，你就必须深入研究配置和不同的设置，因为不同的手机对蓝牙的反应不同。

6.近场通信(NFC)

近场通信使用位于彼此之间的两个环形天线之间的电磁感应以有效地形成空心变压器。它在ISO/IEC 18000-3空中接口的13.56 MHz的全球可用且无执照的ISM无线电频带中操作，具有106 kbit/s到424 kbit/s的速率范围。涉及NFC发起者和目标；启动器主动产生一个射频场，可以为被动目标(一个未通电的芯片，称为标签)供电。这使得NFC目标可以采用非常简单的形状，如标签、贴纸、钥匙卡或无电池卡。如果两个设备都通电，则可以执行NFC对等通信。

有两种模式：

被动通信模式：发起设备提供一个载波场，目标设备通过调制现有场来响应。在这种模式下，目标设备可以从启动器提供的电磁场中获取工作功率，从而使目标设备成为转发器。

主动模式：发起方和目标设备通过交替生成各自的字段来进行通信。设备在等待数据时禁用其射频场。在这种模式下，两个器件通常都有电源。

NFC的优点和缺点

优势：

通过极其简单的设置提供低速连接。

可用于引导更强大的无线连接。

NFC距离短，支持加密。在这种情况下，NFC可能比早期的低私密性的RFID系统更适合。

缺点：

在很多情况下，短距离可能并不可行，因为它目前只在Apple Pay上适用于新的Android手机和新的iPhone。

与BLE和NFC的比较

BLE和NFC是集成到手机中的短距离通信技术。

速度：BLE更快

传播：BLE的传播率更高

电量：NFC耗电更少。

配对：NFC不需要配对。

时间：NFC耗时更少。

连接：自动为NFC建立

数据传输速率：BLE最大速率为2Mbits/s，NFC最大速率为424 kbits/s

(NFC的短距离范围为20cm，减少了不必要拦截的可能性，因此特别适用于信号难以与发送到的物理设备关联的拥挤区域。)

兼容性：NFC与现有的无源RFID(13.56 MHz ISO/IEC 18000-3)基础设施兼容。

能量协议：NFC需要相对较低的功率。

受电设备：NFC用于非受电设备。

NFC设备可用于非接触式支付系统，类似于目前用于信用卡和电子票智能卡的系统，它允许移动支付取代或补充这些系统。

我们相信NFC一定会取代更不安全和过时的RFID汽车，因为智能手机上使用的NFC将仅限于仅连接支付、访问或识别等应用。