1. 物聯網初探

1.1 物聯網（Internet of Things）早期概念定義

指依託RFID（射頻識別）技術和設備，按預定的通信協議與互聯網結合，使物品信息實現智能化識別和管理，實現物品信息互聯、可交換和共享而形成的網絡。

1.2 物聯網概念發展歷程

2005 國際電信聯盟引用物聯網概念
2008 IBM提出“智慧地球”
2009 “感知中國”
2013 德國“工業4.0”
2015 “中國製造2025”發佈

1.3 發展歷史時期劃分

如果將過去20年及未來物聯網的發展做一個劃分的話，可以分爲下圖所示的三個時期：

1.3.1 概念期

這一時期主要爲物聯網概念的形成和提出時期（基本處於概念階段），物聯網涉及到的“物”，僅僅有無線射頻設備。

1.3.2 發展期

這一時期以Google收購Nest爲標誌，物聯網從無線射頻設備進化到了智能可穿戴和智能家居設備

1.3.3 成熟期

這一時期，智能可穿戴設備和智能家居設備已將成熟落地並且切實進入到了日常生活當中，與此同時物聯網平臺技術的成熟度正在快速爬升，爲物聯網生態系統的建設打下了良好的基礎。

NB-CIoT協議的凍結標誌着物聯網在廣域連接協議層次取得了重大突破。

1.4 物聯網體系劃分

如果我們從雲—管—端這個邏輯體系來分析的話，物聯網的雲—管—端閉環完成的趨勢已經越來越明顯。我們甚至可以斷定2016年是物聯網生態元年。

1.5 物聯網層次劃分

那麼從雲—管—端的邏輯體系來劃分，物聯網的層次可以可簡單劃分爲四個層次

1.6 物聯網垂直行業應用劃分

如果再從垂直行業應用來劃分，物聯網的行業應用可以簡單分成幾大領域：

1.7 不同應用行業的通信技術

不同垂直行業的物聯網場景採用的通信技術並不一樣，通常物聯網會根據業務需要採用相應的通信技術。

2. 穩定可靠的有線通信

物聯網中用到的通信技術：

2.1 有線通信技術

2.1.1 以太網

以太網是現有局域網採用的最通用的通信協議標準，包括：標準的以太網、快速以太網、10G以太網。
例如我們通常是指的家庭路由器寬帶技術就有涉及以太網技術。

2.1.2 RS-232接口

TBD.

2.1.3 RS-485接口

RS-485是爲了解決RS-232這種接口可以實現點對點通信但不能實現聯網功能的問題而發展以來的。

2.1.3.1 RS-232與RS-485的區別

2.1.4 M-Bus

M-Bus——Meter Bus—— 戶用儀表總線
用於非電力戶用儀表傳輸的歐洲總線標準，專門爲消耗測量儀器和計數器傳送信息的數據總線設計。
M-Bus在建築物和工業能源消耗數據採集有多方面的應用

2.1.4.1 M-Bus總線

M-Bus總線的概念基於OSI參考模型，但是M-Bus又不是真正意義上的一種網絡。

由於OSI參考模型中不允許上一層次改變如波特率、地址等參數，因此在七層模型之外M-Bus定義了一個管理層，可以不遵守OSI模型對任意一層次進行管理。

2.1.4.2 M-Bus的應用

M-Bus總線的提出滿足了公用事業儀表的組網和遠程抄表的需要。

同時，它還可以滿足遠程供電或電池供電系統的特殊要求。

M-Bus串行通信方式的總線型拓撲結構，非常適合公用事業儀表的可靠、低成本的組網要求，可以在幾公里的距離上連接幾百個從設備。

2.1.5 PLC

LPC全稱Power Line Communication，也稱 電力線通信
PLC是利用電力線傳輸數據和媒體信號的一種通信方式。

2.1.5.1 PLC原理

PLC通信技術是把載有信息的高頻加載於電流，然後用電線傳輸接受信息的適配器，再把高頻從電流中分離出來並傳送到計算機或電話以實現信息傳遞。

2.1.5.2 PLC的應用

PLC電力線通信應用形式多種多樣，除了我們熟知的，可以通過電力線通信將電錶的數據傳輸到工業網關上

還可以作爲家庭網絡，PLC非常便於在傳統數據處理設備（如PC機等）與計算機外設之間交換數據

此外，信息家電也可與計算機進行對話，利用PLC可以很方便地從電視機或VCR向PC機發送多媒體數據

PLC還可以用於家庭安全方面，可以把門口監控攝像機獲得的圖像送至電視機

2.1.6 有線通信總結

我們知道有線通信技術有着穩定性強、可靠性高的特點，在我們的生湖中運用的很普遍，但是有線通信技術的連接受限於傳輸媒介，滿足不了一些遠距離的、靈活性強的連接，而有線通信的缺點可以用無線通信來補足。

3. 百家爭鳴的無線通信

3.1 蜂窩移動通信

無線通信技術的第一類是蜂窩移動通信，通常指的是我們常說的2G、3G、4G通信技術。
目前，較多的物聯網終端設備接入是使用GPRS通信方式，也就是常說的2G中的一種技術。像較多共享單車的網絡接入，POS機的網絡接入，都是通過GPRS。

3.2 短距無線通信技術

無線通信技術的第二類是短距無線通信技術，例如藍牙、Wi-Fi、ZigBee、Z-ave等。

3.2.1 藍牙

藍牙是一種大容量近距離無線數字通信技術標準，最初由電信巨頭愛立信公司創制，當時是作爲RS-232數據線的替代方案

3.2.2 Wi-Fi

3.2.3 ZigBee

ZigBee是基於IEEE802.15.4標準的低功耗局域網協議。

ZigBee與蜂窩移動通信不同的是，其廣泛地應用於工業和智慧家庭領域，因而，它必須具有簡單、使用方便、工作可靠、價格低的特點，而移動通信網主要是爲語音通信而建立，每個基站價值一般都在百萬人民幣以上，而每個ZigBee"基站"卻不到1000元人民幣。

每個ZigBee網絡節點不僅本身可以作爲監控對象
例如其所連接的傳感器直接進行數據採集和監控，還可以自動中轉別的網絡節點傳過來的數據資料。

在較多的物聯網應用場景，都會使用ZigBee進行通信，一些智能家電的終端，包括一些通過網關匯聚的物聯網解決方案，在下行通信中會採用ZigBee方式。

3.2.4 Z-Wave

Z-Wave是由丹麥公司Zensys所一手主導的無線組網規格。
Z-Wave聯盟的成員均是已經在智能家居領域有現行產品的廠商，該聯盟已經具有160多家國際知名公司，範圍基本覆蓋全球各個國家和地區。
Z-Wave技術設計用於住宅、照明、商業控制以及狀態讀取應用，例如抄表、照明、家電控制、接入控制、防盜及火災監測等。

Z-Wave信號的有效覆蓋範圍在室內是30m，室外可超過100m，適合於窄寬帶應用場合。

3.2.5 無線通信技術總結

4. 萬物互聯的LPWA

傳統無線通信技術包含了蜂窩移動通信和短距無線通信技術這兩類，但隨着物聯網的發展，與較多物聯網場景訴求相切合的LPWA通信技術應運而生，同時LPWA通信技術也是物聯網產業發展的一個新機遇，那麼LPWA通信技術到底是什麼呢？

LPWA（Low Power Wide Area）低功耗廣域網。

無線通信技術LPWA低功耗廣域網，它解決了傳統網絡不能應對一些物聯網場景的通信問題，低功耗廣域網的通信技術，其中比較被世人熟知的是SigFox、LoRa、NB-loT。

4.1 SigFox

SigFox這一通信技術由法國的 SigFox公司擁有，其主要打造低功耗、低成本的無線物聯網專用網絡。
SigFox也是商用化速度較快的一個LPWA網絡技術。

SigFox網絡利用了UNB技術，傳輸功耗水平非常低，並仍然能維持一個穩定的數據連接，通常它的傳輸速率只有100bps。

其網絡拓撲是一個可擴展的、高容量的網絡，具有非常低的能源消耗，同時保持簡單和易於部署的基於星型單元的基礎設施。

SigFox無線鏈路使用免授權Sub-G的ISM射頻頻段，頻率根據國家法規有所不同。