物联网通信技术

在前面的物联网架构中，我们知道网络层是物联网系统中关键的一层，也是物物相联的基础，确保了物联网系统传输数据的安全性和可靠性。本节我们一起来学习物联网中都有哪些传输方式，都用到了哪些通信技术，例如 Wi-Fi、Ethernet、NFC、 Zigbee、Bluetooth、GPRS、3G/4G/5G 等，这些通信技术都有什么特点。

有线传输方式

以太网

以太网（Ethernet）是一种常见的有线传输方式，用于在局域网（LAN）中连接设备。它采用双绞线或光纤，支持高速数据传输。

CAN

CAN（Controller Area Network）是一种在实时应用中广泛使用的串行总线协议。它最初设计用于汽车内部通信，但现在也在其他领域中得到应用，例如工业控制系统。它采用差分信号传输，具有抗干扰性和可靠性，支持多个节点之间的实时通信。

RS-232 和 RS-485

RS-232 是一种传统的串行通信标准（又称“串口”），用于连接计算机和外部设备。尽管在物联网中逐渐被替代，但它仍在一些特定应用中存在，如连接传感器、数据采集设备等。

RS-485 是另一种常见的串行通信标准，与 RS-232 相比，它支持多点连接和更远的传输距离。在工业自动化、建筑物自动化等领域中得到广泛应用。在 RS-485 总线上，通常会使用 Modbus 协议进行通信，这种通信方式在工业自动化领域十分常见。

PLC

PLC（Power Line Communication）利用电力线路传输数据，使得电力线路成为传输信息的通道。它可用于家庭自动化、智能电网等场景，提供了一种简单而成本效益高的有线通信方式。

无线传输方式

蜂窝网

蜂窝网（Cellular Network）是一种提供移动通信服务的网络，包括 2G、3G、4G 和 5G 网络。你平时使用的手机就是通过蜂窝网接入互联网的，可以说蜂窝网是移动互联网的基石。

而在物联网中，蜂窝网同样发挥着重要作用。得益于蜂窝网提供的广域覆盖，使得它成为一种较低成本的实现设备远程联网的通信方式。并且它支持高速数据传输，很适合需要在广大区域内移动的设备。

Wi-Fi

Wi-Fi（无线局域网）是一种基于 IEEE 802.11 协议的无线通信技术。它通过无线信号在设备之间传输数据，为用户提供了高速、便捷的局域网络连接。

Wi-Fi 广泛应用于家庭、企业和公共场所，支持多设备同时连接，适用于高速数据传输的场景。其常见的应用包括互联网访问、文件共享、视频流传输等。

Bluetooth

Bluetooth（蓝牙）是一种短距离无线通信技术，专为连接个人设备而设计。它在低功耗设备之间提供了简单而可靠的连接，如耳机、键盘、鼠标等。Bluetooth 技术适用于近场通信，广泛用于消费电子产品、智能家居和健康设备。

ZigBee

ZigBee 是另一种低功耗、短距离通信协议，专为物联网设备的连接而设计。和蓝牙不同，ZigBee 网络具有自组织和自修复的特性，因此更适用于大规模的传感器和控制系统。ZigBee 在智能家居、工业控制和智能城市等领域发挥着重要作用。

NB-IoT

NB-IoT（Narrowband IoT）是一种窄带物联网技术，为低功耗设备提供了广覆盖的远程连接。在技术上，NB-IoT 使用蜂窝网络结构，依托现有的移动通信基站，因此可以支撑大量设备同时连接。NB-IoT 适用于需要长寿命电池的设备，如智能城市的远程监测、智能农业和工业设备的连接。

LoRa

LoRa 是另一种长距离、低功耗的射频通信技术，用于物联网设备的远距离通信。和 NB-IoT 不同，LoRa 不依赖蜂窝网，而是采用星型网络结构，终端设备通过无线连接与 LoRa 网关通信，LoRa 网关再将数据传输到云端。

LoRa 的长射程通信能力和低功耗特性，使得它在农业、环境监测和城市规划等场景中得到广泛应用。

UWB

UWB（超宽带）是一种通过极短脉冲传输数据的无线通信技术。UWB 技术在高精度定位和短距离通信方面具有出色的性能，因此在物联网中可用于实时定位和连接设备，如室内导航和定位服务。

RFID/NFC

RFID（射频识别）和 NFC（近场通信）是通过射频标签和读写器进行无线通信的技术。它们在物联网中广泛用于物品追踪、支付系统和身份验证。RFID 适用于“远”距离识别，例如高速公路 ETC 收费系统；而 NFC 主要用于近距离通信，例如移动支付和智能门禁系统。