物聯網通信協議解析之一：物理層、數據鏈路層協議

通信對物聯網來說十分常用且關鍵，而通信協議尤其重要，是雙方實體完成通信或服務所必須遵循的規則和約定。其中，物理層、數據鏈路層協議包括：

一、遠距離蜂窩通信

（一）2G/3G/4G通信協議

分別指第二、三、四代移動通信系統協議。

（二）NB-IoT（Narrow Band Internet of Things, 窄帶物聯網）

構建于蜂窩網絡，具有覆蓋廣、連接多、速率快、成本低、功耗低、架構優等特點。NB-IoT網絡帶來的場景應用包括：智能停車、智能消防、智能水務、智能路燈、共享單車和智能家電等。

（三）5G

第五代移動通信技術，性能目標是高數據速率、減少延遲、節省能源、降低成本、提高系統容量和大規模設備連接。應用場景：AR/VR、車聯網、智能制造、智慧能源、無線醫療、無線家庭娛樂、聯網無人機、超高清/全景直播、個人AI輔助、智慧城市。
二、遠距離非蜂窩通信

（一）WiFi

WiFi協議最大的優勢是可以直接接入互聯網。相對于ZigBee，采用Wifi協議的智能家居方案省去了額外的網關，相對于藍牙協議，省去了對手機等移動終端的依賴。商用WiFi在城市公共交通、商場等公共場所的覆蓋，將商用WiFi的場景應用潛力表露無疑。

（二）ZigBee

ZigBee是一種低速短距離傳輸的無線通信協議，主要特色有低速、低耗電、低成本、支持大量網上節點、支持多種網上拓撲、低復雜度、快速、可靠、安全。ZigBee技術的先天性優勢，使得它在物聯網行業逐漸成為一個主流技術，在工業、農業、智能 家居等領域得到大規模的應用。

（三）LoRa（Long Range，遠距離）

LoRa是一種調制技術，提供更遠的通信距離。作為一種窄帶無線技術，LoRa 是使用到達時間差來實現地理定位的。LoRa 定位的應用場景：智慧城市和交通監控、計量和物流、農業定位監控。

三、近距離通信

（一）RFID（Radio Frequency Identification，射頻識別）

其原理為閱讀器與標簽之間進行非接觸式的數據通信，達到識別目標的目的。RFID 的應用非常廣泛，典型應用有動物晶片、汽車晶片防盜器、門禁管制、停車場管制、生產線自動化、物料管理。完整的RFID系統由讀寫器(Reader)、電子標簽(Tag)和數據管理系統三部分組成。

（二）NFC（Near Field Communication，近場通信技術）

在非接觸式射頻識別(RFID)技術的基礎上，結合無線互連技術研發而成，為各種電子產品提供安全快捷的通信方式。應用場景：門禁、考勤、訪客、會議簽到、巡更等領域。NFC具有人機交互、機器間交互等功能。

（三）Bluetooth（藍牙技術）

一種無線數據和語音通信開放的全球規范，是基于低成本的近距離無線連接，為固定和移動設備建立通信環境的一種特殊的近距離無線技術連接。利用“藍牙”技術，能夠有效地簡化移動通信終端設備之間的通信，也能夠成功地簡化設備與因特網Internet之間的通信，從而數據傳輸變得更加迅速高效，為無線通信拓寬道路。藍牙能在包括移動電話、PDA、無線耳機、筆記本電腦、相關外設等眾多設備之間進行無線信息交換。

四、有線通信

（一）USB（Universal Serial Bus，通用串行總線）

USB是一個外部總線標準，應用在PC領域的接口技術，用于規范電腦與外部設備的連接和通訊。

（二）串口通信協議

串口通信協議是指規定了數據包的內容（起始位、主體數據、校驗位及停止位），雙方需要約定一致的數據包格式才能正常收發數據的有關規范。在串口通信中，常用的協議包括RS-232、RS-422和RS-485。大多數計算機(不包括筆記本)都包含兩個RS-232串口。串口通信也是儀表儀器設備常用的通信協議。

（三）以太網

一種計算機局域網技術。IEEE組織的IEEE 802.3標準制定了以太網的技術標準，規定了包括物理層的連線、電子信號和介質訪問層協議的內容。

（四）MBus（symphonic mbus，遠程抄表系統）

MBus是歐洲標準的2線的二總線，主要用于消耗測量儀器諸如熱表和水表系列。

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