盤點(diǎn)物聯(lián)網(wǎng)常用的無線短距離通信語言及技術(shù)

　　無線通信主要包括微波通信和衛(wèi)星通信，微波是一種無線電波，它傳送的距離一般只有幾十千米。但微波的頻帶很寬，通信容量很大。微波通信每隔幾十千米要建一個(gè)微波中繼站。衛(wèi)星通信是利用通信衛(wèi)星作為中繼站在地面上兩個(gè)或多個(gè)地球站之間或移動(dòng)體之間建立微波通信聯(lián)系。

　　今天，我們就來扒一扒那些在物聯(lián)網(wǎng)中比較常用的無線短距離通信語言及技術(shù)--華為Hilink協(xié)議、WiFi(IEEE 802.11協(xié)議)、Mesh、藍(lán)牙、ZigBee、Thread、Z-Wave、NFC、UWB、LiFi。

　　TOP1 LiFi

　　光保真技術(shù)，是一種利用可見光波譜(如燈泡發(fā)出的光)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜聼o線傳輸技術(shù)，由英國(guó)愛丁堡大學(xué)HaraldHass教授發(fā)明。

　　可見光通信技術(shù)，是利用熒光燈或發(fā)光二極管等發(fā)出的肉眼看不到的高速明暗閃爍信號(hào)來傳輸信息的，將高速因特網(wǎng)的電線裝置連接在照明裝置上，插入電源插頭即可使用。

　　LiFi相當(dāng)于Wi-Fi的可見光無線通信(VLC)技術(shù)，能利用發(fā)光二極管(LED)燈泡的光波傳輸數(shù)據(jù)，可同時(shí)提供照明與無線聯(lián)網(wǎng)，且不會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，有助緩解現(xiàn)今網(wǎng)絡(luò)流量爆增的問題。

　　TOP2 Hilink協(xié)議

　　華為推出的自主研發(fā)的智能家居“三件套”—Hilink協(xié)議、Huawei-LiteOS系統(tǒng)以及IOT芯片。

　　HiLink協(xié)議是智能設(shè)備之間的“普通話”。它能快速接入，簡(jiǎn)單易用，安全可靠，兼容多協(xié)議，SDK開放，是繼華為海思芯片之后的又一大歷史性突破。Hilink連接協(xié)議將和華為此前推出的Liteos物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)將成為華為與伙伴共享的兩大核心能力。

　　TOP3 WiFi

　　通常WiFi技術(shù)使用2.4GHz和5GHz周圍頻段，通過有線網(wǎng)絡(luò)外接一個(gè)無線路由器，就可以把有線信號(hào)轉(zhuǎn)換成WiFi信號(hào)，2016年WiFi聯(lián)盟最新公布的802.11ah WiFi標(biāo)準(zhǔn)—WiFi HaLow，使得WiFi可以被運(yùn)用到更多地方。

　　Wi-Fi是一個(gè)無線網(wǎng)路通信技術(shù)的品牌，目的是改善基于IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)路產(chǎn)品之間的互通性?，F(xiàn)時(shí)一般人會(huì)把Wi-Fi及IEEE 802.11混為一談。甚至把Wi-Fi等同于無線網(wǎng)際網(wǎng)路。Wi-Fi的樣式有很多類型，有無線的卡，還有連接電腦的等等。2015年9月，Skyhook與Mapbox兩家公司收錄的wifi信號(hào)數(shù)據(jù)表示，全球wifi信號(hào)多達(dá)9億。

　　TOP4 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)

　　被稱為廉價(jià)“Last Mile“寬帶接入方案，它利用多跳無線網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)為移動(dòng)用戶提供寬帶接入。

　　Mesh是WLAN與移動(dòng)Ad Hoc(點(diǎn)對(duì)點(diǎn))網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合。與WLAN相比，各網(wǎng)絡(luò)終端之間可以對(duì)等的進(jìn)行直接通信，不再需要經(jīng)過AP(基站)轉(zhuǎn)發(fā)，且覆蓋范圍更大。與Ad Hoc相比，由于具有固定和電源充足的主干路由器，在移動(dòng)性和功耗上可不用考慮太多。

　　TOP5 ZigBee/802.15.4協(xié)議

　　Zigbee被正式提出來是在2003年，它的出現(xiàn)是為了彌補(bǔ)藍(lán)牙通信協(xié)議的高復(fù)雜，功耗大，距離近，組網(wǎng)規(guī)模太小等缺陷。名稱取自于蜜蜂，蜜蜂 (bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動(dòng)翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息，依靠這樣的方式構(gòu)成了群體中的通信網(wǎng)絡(luò)。

　　ZigBee采用自組網(wǎng)的方式進(jìn)行通信，也是無線傳感器網(wǎng)領(lǐng)域最為著名的無線通信協(xié)議。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)某個(gè)傳感器的訊息從某條通信路徑無法順暢的傳遞出去時(shí)，動(dòng)態(tài)路由器會(huì)迅速的找出另外一條近距離的信道傳輸數(shù)據(jù)，從而保證了信息的可靠傳遞。

　　TOP6 Thread /IEEE 802.15.4協(xié)議

　　Thread和ZigBee同屬802.15.4，但是針對(duì)802.15.4做了很大的改進(jìn)。

　　Thread是建立在IPv6的基礎(chǔ)之上的一個(gè)協(xié)議，無論在傳輸安全，還是系統(tǒng)可靠性上都做了非常棒的優(yōu)化。它既可以承載高通海爾數(shù)十企業(yè)組物聯(lián)網(wǎng)盟AllSeen，也可以支持蘋果的Homekit智能家居平臺(tái)。谷歌旗下的Nest 將Thread定為家庭物聯(lián)網(wǎng)的唯一通訊協(xié)定，隨后Nest發(fā)起產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，聯(lián)盟成員共同推廣Thread協(xié)議，Thread短距離通信上面也是大有可為。

　　TOP7 Z-Wave協(xié)議

　　Z-Wave無線組網(wǎng)規(guī)格于2004年提出，由丹麥的芯片與軟件開發(fā)商Zensys主導(dǎo)，Z-wave聯(lián)盟推廣其應(yīng)用。

　　Z-Wave工作頻率美國(guó)908.42MHz、歐洲868.42MHz，采用無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，因此任何節(jié)點(diǎn)都能直接或間接地和通信范圍內(nèi)的其它臨近節(jié)點(diǎn)通信。數(shù)據(jù)速率包括 9.6kbps和40kbps，信號(hào)的有效覆蓋范圍在室內(nèi)是30m，室外可超過100m。Z-Wave是一種新興的基于射頻的、低成本、低功耗、高可靠、適于短距離、窄帶寬的應(yīng)用場(chǎng)合。Z-Wave專注于家庭自動(dòng)化，在歐美國(guó)家比較流行，進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)較Zigbee晚，市場(chǎng)份額也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及Zigbee，且由于頻帶劃分的原因，雖能在中國(guó)發(fā)展，但也是走得小心翼翼。

　　TOP8 藍(lán)牙/IEEE 802.15.1協(xié)議

　　藍(lán)牙技術(shù)最早始于1994，由瑞典愛立信研發(fā)。它采用調(diào)頻技術(shù)(Frequency-hopping Spread Spectrum)，通信頻段為2.402G Hz-2.480GHz。截止目前為止已經(jīng)更新了9個(gè)版本，分別為藍(lán)牙1.0/1.1/1.2/2.0/2.1/3.0/4.0/4.1/4.2，通信半徑從幾米到幾百米延伸。

　　TOP9 NFC

　　近場(chǎng)通信，2002年由飛利浦半導(dǎo)體、諾基亞和索尼共同研發(fā)。2004年，成立NFC論壇，致力于近場(chǎng)通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化和推廣，該技術(shù)由RFID及互連技術(shù)整合演變而來。

　　NFC是一種短距高頻的無線電技術(shù)，工作頻率在13.56MHz，20cm距離內(nèi)。其傳輸速度有106 Kb/s、212 Kb/s或者424 Kb/s三種。通過卡、讀卡器以及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)三種業(yè)務(wù)模式進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取與交換。NFC與藍(lán)牙技術(shù)功能類似，但傳輸速率和傳輸距離沒有藍(lán)牙快和遠(yuǎn)，同時(shí)功耗和成本都較低，保密性好，這些優(yōu)點(diǎn)讓它成為移動(dòng)支付和消費(fèi)類電子的寵兒。近來，Apple pay、Samsung pay在移動(dòng)支付領(lǐng)域鬧得風(fēng)聲水起，NFC技術(shù)在未來移動(dòng)物聯(lián)世界里的重要性不言而喻。

　　TOP10 UWB

　　超寬帶，一種無載波通信技術(shù)，利用納秒至微微秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，能在10m左右的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)百M(fèi)b/s至數(shù)Gb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。

　　UWB具有抗干擾性能強(qiáng)、傳輸速率高、帶寬極寬、消耗電能小、發(fā)送功率小等諸多優(yōu)勢(shì)，主要應(yīng)用于室內(nèi)通信、高速無線LAN、家庭網(wǎng)絡(luò)、無繩電話、安全檢測(cè)、位置測(cè)定、雷達(dá)等領(lǐng)域。比較有意思的是，UWB的標(biāo)準(zhǔn)化問題一直充滿爭(zhēng)議，這也間接的減慢了其推廣的步伐。與藍(lán)牙、802.11b、802.15 等無線通信相比，UWB可以提供更快、更遠(yuǎn)、更寬的傳輸速率，越來越多的研究者投入到UWB 領(lǐng)域。