物聯(lián)網(wǎng)是當(dāng)下幾乎所有的技術(shù)與計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)物體與物體之間;環(huán)境以及信息狀態(tài)的實(shí)時(shí)共享以及智能化的收集、傳遞、處理、執(zhí)行，也就是說涉及到信息技術(shù)的應(yīng)用，都可以納入物聯(lián)網(wǎng)的范疇，那么，連接物聯(lián)網(wǎng)與計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的通訊方式有哪些呢?今天我們就來探討一下能夠幫助物聯(lián)網(wǎng)連接計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的那些通訊方式。

【藍(lán)牙】

藍(lán)牙(Bluetooth)：是一種無線技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，可實(shí)現(xiàn)固定設(shè)備、移動(dòng)設(shè)備和樓宇個(gè)人域網(wǎng)之間的短距離數(shù)據(jù)交換，在計(jì)算機(jī)和許多消費(fèi)市場(chǎng)中已經(jīng)變得非常重要，這也是可穿戴產(chǎn)品的關(guān)鍵，特別是連接到物聯(lián)網(wǎng)，新的藍(lán)牙低能耗(BLE)或藍(lán)牙智能是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要協(xié)議。使用藍(lán)牙智能功能的設(shè)備包含了基本射頻收發(fā)器，基帶和協(xié)議棧的基本數(shù)據(jù)率和低能量核心配置的藍(lán)牙規(guī)范版本，藍(lán)牙核心規(guī)格提供兩個(gè)或以上的微微網(wǎng)連接以形成分布式網(wǎng)絡(luò)，讓特定的設(shè)備在這些微微網(wǎng)中自動(dòng)扮演主從的角色，形成一個(gè)小的物聯(lián)網(wǎng)傳輸系統(tǒng)。

【W(wǎng)IFI】

WIFI是一種允許電子設(shè)備連接到無線局域網(wǎng)(WLAN)的技術(shù)，通常使用2.4G UHF和5G SHF ISM射頻頻段。連接到無線局域網(wǎng)通常是有密碼保護(hù)的，但也是開放的，這樣就被允許在任何WLAN范圍內(nèi)的設(shè)備可以連接上。WIFI連接通常是許多開發(fā)人員的明顯選擇，特別是考慮到局域網(wǎng)家庭環(huán)境中WIFI的普及。目前，在家庭和企業(yè)中使用最常見的WIFI標(biāo)準(zhǔn)是802.11n，其提供了在數(shù)百兆比特每秒的嚴(yán)格吞吐量，這對(duì)文件傳輸是很好的，但對(duì)許多IOT應(yīng)用來說可能比較耗電。

【載波】

載波可通過調(diào)制來強(qiáng)制它的某些特征量仿隨某個(gè)信號(hào)的特征值或另一個(gè)振蕩的特征而變化，通常是周期性的電振蕩波。

載波分為通信載波和電力載波。

通信載波：是由振蕩器產(chǎn)生并在通訊信道上傳輸?shù)碾姴?，被調(diào)制后用來傳送語音和其他信息，載波頻率通常比輸入信號(hào)的頻率高，輸入信號(hào)調(diào)制到一個(gè)高頻載波上，就好像搭乘了一列高鐵或一架飛機(jī)一樣，然后在被發(fā)射和接收。載波可以是正弦波，也可以是非正弦波(如周期性脈沖序列)，載波受調(diào)制后稱為已調(diào)信號(hào)，它含有調(diào)制信號(hào)的全波特征。一般要求正弦載波的頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于調(diào)制信號(hào)的帶寬，否則會(huì)發(fā)生混疊，使傳輸信號(hào)失真。

通信載波主要應(yīng)用在電話和數(shù)字衛(wèi)星的信息傳輸。

電力載波：電力載波通信與電信系統(tǒng)有線載波通信在原理上沒什么區(qū)別，只是用電力線代替了架空明線，不過在給電力線上復(fù)用通信不像架空明線那樣簡(jiǎn)單，不但要其保證人身設(shè)備的安全，而且還要獲得最佳的載波信號(hào)傳輸效率，這就必須對(duì)電力線進(jìn)行加工，解決電力線與載波設(shè)備之間的連接問題。也就是說電力載波是利用現(xiàn)有的電力線，通過載波方式將模擬或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行高速傳輸?shù)募夹g(shù)，主要應(yīng)用在智能家居、遠(yuǎn)程抄表、遠(yuǎn)程路燈的控制。

但是由于電力載波是通過電力線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，容易受到干擾。如：電力線本身有阻抗衰減、存在脈沖干擾，載波信號(hào)經(jīng)過變壓器衰減信號(hào)程度達(dá)到60dB，且載波信號(hào)無法進(jìn)行跨相，跨相后衰減較為明顯，故目前載波僅能使用在一個(gè)臺(tái)變下，每個(gè)臺(tái)變?cè)谂鋫湟粋€(gè)GPRS模塊，將數(shù)據(jù)傳送至電信局。

【Zigbee】

Zigbee像藍(lán)牙一樣具有大量的操作基礎(chǔ)，盡管傳統(tǒng)上在工業(yè)環(huán)境中也是如此。Zigbee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議，根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，Zigbee技術(shù)是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)。這一名稱(又稱紫蜂協(xié)議)來源于蜜蜂的八字舞，其特點(diǎn)是近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率。簡(jiǎn)單來說Zigbee是一種高可靠的無數(shù)數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)，類似于CDMA和GSM網(wǎng)絡(luò)，Zigbee數(shù)傳模塊類似于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基站，通訊距離從標(biāo)準(zhǔn)的75M到幾百米、幾公里、并且支持無線擴(kuò)展。只要適合用于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。

【射頻RF】

射頻：就是射頻電流，它是一種高頻交流變化電磁波的簡(jiǎn)稱，俗稱小無線。可以輻射到空間的電磁頻率，頻率范圍從300KHZ`300GHZ之間，每秒變化小于1000次的交流電流稱為低頻電流，大于10000次的稱為高頻電流，而射頻就是這樣的一種高頻電流。

射頻系統(tǒng)由標(biāo)簽、閱讀器和天線三部分組成。

標(biāo)簽(Tag，即射頻卡)：由耦合元件及芯片組成，標(biāo)簽含有內(nèi)置天線，用于和射頻天線進(jìn)行通信。

閱讀器：讀取(在讀寫卡中還可以寫入)標(biāo)簽信息的設(shè)備。

天線：在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號(hào)。有些系統(tǒng)還通過閱讀器的RS232和RS4858接口與外部計(jì)算機(jī)(上位機(jī)主系統(tǒng))連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

系統(tǒng)的基本工作流程：閱讀器通過發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻信號(hào)，當(dāng)射頻卡進(jìn)入發(fā)射天線工作區(qū)域時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流，射頻卡獲得能量被激活;射頻卡將自身編碼等信息通過卡內(nèi)置發(fā)送天線發(fā)送出去;系統(tǒng)接收天線接收到從射頻卡發(fā)送來的載波信號(hào)，經(jīng)天線調(diào)節(jié)器傳送到閱讀器，閱讀器對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行調(diào)解和解碼然后送到后臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)處理;朱思同根據(jù)邏輯運(yùn)算判斷改卡的合法性，針對(duì)不同的設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制，發(fā)出指令信號(hào)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。

【RS-485】

RS485是一個(gè)定義平衡數(shù)字多點(diǎn)系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)器和接收器的電氣特征的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)由電信行業(yè)協(xié)會(huì)和電子工業(yè)聯(lián)盟定義。RS485有兩線制和四線制兩種接線，四線制只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信方式，現(xiàn)很少采用，現(xiàn)在多采用的是兩線制接線方式，這種接線方式為總線式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在同一總線上最多可以接掛32個(gè)節(jié)點(diǎn)。

在RS485通信網(wǎng)絡(luò)中一般采用的是主從通信方式，即一個(gè)主機(jī)帶從多個(gè)從機(jī)。很多情況下，連接RS-485通信鏈路時(shí)只是簡(jiǎn)單地用一對(duì)雙絞線將各個(gè)接口的“A”、“B”端連接起來，而忽略了信號(hào)地的連接，這種連接方法在許多場(chǎng)合是能正常工作的，但卻埋下了很大的隱患，原因1是共模干擾：RS-485接口采用差分方式傳輸信號(hào)方式，并不需要相對(duì)于某個(gè)參照點(diǎn)來檢測(cè)信號(hào)，系統(tǒng)只需檢測(cè)兩線之間的電位差就可以了，但容易忽視了收發(fā)器有一定的共模電壓范圍，RS-485收發(fā)器共模電壓范圍為-7到+12V，只有滿足上述條件，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)才能正常工作;當(dāng)網(wǎng)絡(luò)線路中共模電壓超出此范圍時(shí)就會(huì)影響通信的穩(wěn)定可靠，甚至損壞接口;原因二是EMI的問題：發(fā)送驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)中的共模部分需要一個(gè)返回通路，如沒有一個(gè)低阻的返回通道(信號(hào)地)，就會(huì)以輻射的形式返回源端，整個(gè)總線就會(huì)像一個(gè)巨大的天線向外輻射電磁波。

【Modbus通訊協(xié)議】

Modbus協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語言。通過此協(xié)議控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)(例如以太網(wǎng))和其他設(shè)備之間可以通信。它已經(jīng)成為一種通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，有了它，不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行集中監(jiān)控。

標(biāo)準(zhǔn)的Modbus口是使用RS-232-C兼容串行接口，它定義了連接口的針腳、電纜、信號(hào)位、傳輸波特率、奇偶校驗(yàn)?？刂破髂苤苯踊蚪?jīng)由Modem組網(wǎng)。

控制器通信使用主—從技術(shù)，即僅一設(shè)備(主設(shè)備)能初始化傳輸(查詢)。其它設(shè)備(從設(shè)備)根據(jù)主設(shè)備查詢提供的數(shù)據(jù)作出相應(yīng)反應(yīng)。典型的主設(shè)備：主機(jī)和可編程儀表。典型的從設(shè)備：可編程控制器。

傳輸方式：在ModBus系統(tǒng)中有2種傳輸模式可選擇。這2種傳輸模式與從機(jī)PC通信的能力是同等的。選擇時(shí)應(yīng)視所用ModBus主機(jī)而定，每個(gè)ModBus系統(tǒng)只能使用一種模式，不允許2種模式混用。一種模式是ASCII(美國(guó)信息交換碼)，另一種模式是RTU(遠(yuǎn)程終端設(shè)備)。

ASCII模式：

地址、功能代碼、數(shù)據(jù)數(shù)量、數(shù)據(jù)1....數(shù)據(jù)n、LRC高字節(jié)、LRC低字節(jié)、回車、換行.....

RTU模式：

地址、功能代碼、數(shù)據(jù)數(shù)量、數(shù)據(jù)1....數(shù)據(jù)n、CRC高字節(jié)、CRC低字節(jié)......

【GPRS】

GPRS是通用分組無線服務(wù)技術(shù)的簡(jiǎn)稱，它是GSM移動(dòng)電話用戶可用的一種移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，屬于第二代移動(dòng)通信中的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。GPRS可說是GSM的延續(xù)。GPRS和以往連續(xù)在頻道傳輸?shù)姆绞讲煌?，是以封包式來傳輸，一次使用者所?fù)擔(dān)的費(fèi)用是以傳輸資料單位計(jì)算，并非使用其整個(gè)頻道，理論上比較便宜。GPRS的傳輸速率可提升至56甚至114Kbps。

GPRS具有充分利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)、資源利用率高、始終在線、傳輸速率高、資費(fèi)合理等特點(diǎn)。