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干货:物联网通讯方式掌上资料大全

作者: 2017-04-19 09:00:00 浏览:320

物联网是当下几乎所有的技术与计算机、互联网的结合,实现物体与物体之间;环境以及信息状态的实时共享以及智能化的收集、传递、处理、执行,也就是说涉及到信息技术的应用,都可以纳入物联网的范畴,那么,连接物联网与计算机、互联网技术的通讯方式有哪些呢?今天我们就来探讨一下能够帮助物联网连接计算机、互联网技术的那些通讯方式。

【蓝牙】

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蓝牙(Bluetooth):是一种无线技术的标准,可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换,在计算机和许多消费市场中已经变得非常重要,这也是可穿戴产品的关键,特别是连接到物联网,新的蓝牙低能耗(BLE)或蓝牙智能是物联网应用的重要协议。

比如鼎易鸿基&万酷电子这款可穿戴的扫描设备就是利用蓝牙来连接的。

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使用蓝牙智能功能的设备包含了基本射频收发器,基带和协议栈的基本数据率和低能量核心配置的蓝牙规范版本,蓝牙核心规格提供两个或以上的微微网连接以形成分布式网络,让特定的设备在这些微微网中自动扮演主从的角色,形成一个小的物联网传输系统。

【WIFI】

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WIFI是一种允许电子设备连接到无线局域网(WLAN)的技术,通常使用2.4G UHF和5G SHF ISM射频频段。连接到无线局域网通常是有密码保护的,但也是开放的,这样就被允许在任何WLAN范围内的设备可以连接上。WIFI连接通常是许多开发人员的明显选择,特别是考虑到局域网家庭环境中WIFI的普及。目前,在家庭和企业中使用最常见的WIFI标准是802.11n,其提供了在数百兆比特每秒的严格吞吐量,这对文件传输是很好的,但对许多IOT应用来说可能比较耗电。

【载波】

载波可通过调制来强制它的某些特征量仿随某个信号的特征值或另一个振荡的特征而变化,通常是周期性的电振荡波。

载波分为通信载波和电力载波。

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通信载波:是由振荡器产生并在通讯信道上传输的电波,被调制后用来传送语音和其他信息,载波频率通常比输入信号的频率高,输入信号调制到一个高频载波上,就好像搭乘了一列高铁或一架飞机一样,然后在被发射和接收。载波可以是正弦波,也可以是非正弦波(如周期性脉冲序列),载波受调制后称为已调信号,它含有调制信号的全波特征。一般要求正弦载波的频率远远高于调制信号的带宽,否则会发生混叠,使传输信号失真。

通信载波主要应用在电话和数字卫星的信息传输。

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电力载波:电力载波通信与电信系统有线载波通信在原理上没什么区别,只是用电力线代替了架空明线,不过在给电力线上复用通信不像架空明线那样简单,不但要其保证人身设备的安全,而且还要获得最佳的载波信号传输效率,这就必须对电力线进行加工,解决电力线与载波设备之间的连接问题。也就是说电力载波是利用现有的电力线,通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术,主要应用在智能家居、远程抄表、远程路灯的控制。

但是由于电力载波是通过电力线进行数据传输的,容易受到干扰。如:电力线本身有阻抗衰减、存在脉冲干扰,载波信号经过变压器衰减信号程度达到60dB,且载波信号无法进行跨相,跨相后衰减较为明显,故目前载波仅能使用在一个台变下,每个台变在配备一个GPRS模块,将数据传送至电信局。

【Zigbee】

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Zigbee像蓝牙一样具有大量的操作基础,尽管传统上在工业环境中也是如此。Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议,根据国际标准规定,Zigbee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称(又称紫蜂协议)来源于蜜蜂的八字舞,其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。简单来说Zigbee是一种高可靠的无数数传网络,类似于CDMA和GSM网络,Zigbee数传模块类似于移动网络基站,通讯距离从标准的75M到几百米、几公里、并且支持无线扩展。只要适合用于自动控制和远程控制领域,可以嵌入各种设备。

【射频RF】

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射频:就是射频电流,它是一种高频交流变化电磁波的简称,俗称小无线。可以辐射到空间的电磁频率,频率范围从300KHZ`300GHZ之间,每秒变化小于1000次的交流电流称为低频电流,大于10000次的称为高频电流,而射频就是这样的一种高频电流。

射频系统由标签、阅读器和天线三部分组成。

标签(Tag,即射频卡):由耦合元件及芯片组成,标签含有内置天线,用于和射频天线进行通信。

阅读器:读取(在读写卡中还可以写入)标签信息的设备。

天线:在标签和读取器间传递射频信号。有些系统还通过阅读器的RS232和RS4858接口与外部计算机(上位机主系统)连接,进行数据交换。

系统的基本工作流程:阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号,当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流,射频卡获得能量被激活;射频卡将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去;系统接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号,经天线调节器传送到阅读器,阅读器对接收的信号进行调解和解码然后送到后台系统进行相关处理;朱思同根据逻辑运算判断改卡的合法性,针对不同的设定做出相应的处理和控制,发出指令信号控制执行机构动作。

【RS-485】

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RS485是一个定义平衡数字多点系统中的驱动器和接收器的电气特征的标准,该标准由电信行业协会和电子工业联盟定义。RS485有两线制和四线制两种接线,四线制只能实现点对点的通信方式,现很少采用,现在多采用的是两线制接线方式,这种接线方式为总线式拓扑结构,在同一总线上最多可以接挂32个节点。

在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式,即一个主机带从多个从机。很多情况下,连接RS-485通信链路时只是简单地用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来,而忽略了信号地的连接,这种连接方法在许多场合是能正常工作的,但却埋下了很大的隐患,原因1是共模干扰:RS-485接口采用差分方式传输信号方式,并不需要相对于某个参照点来检测信号,系统只需检测两线之间的电位差就可以了,但容易忽视了收发器有一定的共模电压范围,RS-485收发器共模电压范围为-7到+12V,只有满足上述条件,整个网络才能正常工作;当网络线路中共模电压超出此范围时就会影响通信的稳定可靠,甚至损坏接口;原因二是EMI的问题:发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回通路,如没有一个低阻的返回通道(信号地),就会以辐射的形式返回源端,整个总线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。

【Modbus通讯协议】

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Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其他设备之间可以通信。它已经成为一种通用工业标准,有了它,不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络,进行集中监控。

标准的Modbus口是使用RS-232-C兼容串行接口,它定义了连接口的针脚、电缆、信号位、传输波特率、奇偶校验。控制器能直接或经由Modem组网。

控制器通信使用主—从技术,即仅一设备(主设备)能初始化传输(查询)。其它设备(从设备)根据主设备查询提供的数据作出相应反应。典型的主设备:主机和可编程仪表。典型的从设备:可编程控制器。

传输方式:在ModBus系统中有2种传输模式可选择。这2种传输模式与从机PC通信的能力是同等的。选择时应视所用ModBus主机而定,每个ModBus系统只能使用一种模式,不允许2种模式混用。一种模式是ASCII(美国信息交换码),另一种模式是RTU(远程终端设备)。

ASCII模式:

地址、功能代码、数据数量、数据1....数据n、LRC高字节、LRC低字节、回车、换行.....

RTU模式:

地址、功能代码、数据数量、数据1....数据n、CRC高字节、CRC低字节......

【GPRS】

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GPRS是通用分组无线服务技术的简称,它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务,属于第二代移动通信中的数据传输技术。GPRS可说是GSM的延续。GPRS和以往连续在频道传输的方式不同,是以封包式来传输,一次使用者所负担的费用是以传输资料单位计算,并非使用其整个频道,理论上比较便宜。GPRS的传输速率可提升至56甚至114Kbps。

GPRS具有充分利用现有的网络、资源利用率高、始终在线、传输速率高、资费合理等特点。

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