Wenn Sie sich für IoT interessieren, kennen Sie diese IoT-Protokolle?

Wie wir alle wissen, sind WiFi, Bluetooth, ZigBee die Kommunikationstechnologien, aber es gibt auch andere neue Auswahlmöglichkeiten. Lassen Sie uns dieses Thema jetzt besprechen.

1. Bluetooth

Die wichtige Nahbereichskommunikationstechnologie ist natürlich die Bluetooth-Technologie, die auf dem Computer- und vielen Konsumgütermärkten sehr wichtig geworden ist. Dies wird voraussichtlich der Schlüssel zu tragbaren Produkten sein, insbesondere wenn sie mit dem Internet der Dinge verbunden sind, wenn auch in vielen Fällen über Smartphones. Das neue Bluetooth Low Energy (BLE) oder Bluetooth Smart (wie jetzt gekennzeichnet) ist ein wichtiges Protokoll für IoT-Anwendungen. Wichtig ist, dass es zwar eine ähnliche Reichweite wie Bluetooth bietet, aber darauf ausgelegt ist, den Stromverbrauch erheblich zu reduzieren.

Smart/BLE ist jedoch nicht wirklich für die Dateiübertragung ausgelegt, sondern eher für kleine Datenblöcke geeignet. Angesichts seiner breiten Integration auf Smartphones und vielen anderen Mobilgeräten hat es sicherlich erhebliche Vorteile in vielen konkurrierenden Umgebungen mit persönlichen Geräten. Laut Bluetooth SIG sollen bis 2018 mehr als 90 % der Bluetooth-Smartphones, darunter iOS-, Android- und Windows-Modelle, „smart ready“ sein.

Geräte, die Bluetooth Smart-Funktionen verwenden, umfassen die Bluetooth-Core-Spezifikation Version 4.0 (oder höhere Version – neueste Version 4.2 Ende 2014) basierend auf der grundlegenden Datenrate des HF-Transceivers, Basisband- und Protokollstapels und Low-Energy-Core-Konfiguration. Wichtig ist, dass Version 4.2 über das Internet Protocol Support Profile Bluetooth Smart Sensors den direkten Zugriff auf das Internet über die 6LoWPAN-Verbindung ermöglicht (mehr unten). Diese IP-Verbindung ermöglicht die Verwaltung von Bluetooth Smart Edge-Geräten über die vorhandene IP-Infrastruktur. Für weitere Informationen zu Bluetooth 4.2 sind verschiedene Bluetooth-Module von RS erhältlich.

2. Zigbee

ZigBee hat eine große operative Basis wie Bluetooth, obwohl traditionell in industriellen Umgebungen. ZigBee PRO und ZigBee Remote Control (RF4CE) sowie andere verfügbare ZigBee-Profile basieren auf dem IEEE 802.15.4-Protokoll, einer drahtlosen Netzwerktechnologie nach Industriestandard, die auf 2,4 GHz abzielt. Bewerbungen sind relativ selten. Datenaustausch innerhalb eines eingeschränkten Bereichs innerhalb einer Reichweite von 100 Metern, z. B. in einem Haus oder Gebäude.

ZigBee/RF4CE hat einige bedeutende Vorteile in komplexen Systemen und bietet einen Betrieb mit geringem Stromverbrauch, hohe Sicherheit, Robustheit und Skalierbarkeit, eine hohe Anzahl von Knoten und die Möglichkeit, die Vorteile der drahtlosen Steuerung in M2M- und IoT-Anwendungen und Sensornetzwerken zu nutzen. Die neueste Version von ZigBee ist die kürzlich veröffentlichte Version 3.0, die im Wesentlichen die verschiedenen ZigBee-Funkstandards in einem einzigen Standard vereint. Zu den von ZigBee entwickelten Beispielprodukten und -kits gehören das ZigBee-System-on-Chip (IC) CC2538SF53RTQT von TI und das ZigBee-Entwicklungskit CC2538.

3. Z – Welle

Z-Wave ist eine energiesparende HF-Kommunikationstechnologie, die hauptsächlich für die Heimautomatisierung von Produkten wie Lampensteuerungen und Sensoren verwendet wird. Optimiert für die zuverlässige und latenzarme Kommunikation kleiner Datenpakete bis zu 100 kbit/s, arbeitet im 1-GHz-Band und unterliegt keinen Störungen durch WiFi und andere drahtlose Technologien im 2,4-GHz-Bereich, wie Bluetooth oder ZigBee. Es unterstützt ein vollständiges Mesh-Netzwerk ohne die Notwendigkeit eines Koordinatorknotens und ist sehr skalierbar, um bis zu 232 Geräte zu steuern. Z-Wave verwendet eine schnellere und einfachere Entwicklung als einige andere einfachere Protokolle, aber der einzige Chiphersteller ist Sigma Designs im Vergleich zu mehreren Quellen anderer drahtloser Technologien wie ZigBee.

4. 6LowPAN

Die auf IP (Internet Protocol) basierende Technologie ist 6 LowPAN (IPv6 Low Power Wireless Personal Area Network). 6LowPAN ist keine IoT-Anwendungsprotokolltechnologie wie Bluetooth oder ZigBee, sondern ein Netzwerkprotokoll, das den Kapselungs- und Header-Komprimierungsmechanismus definiert. Der Standard hat Frequenz- und Bitübertragungsschicht-Freiheitsgrade und kann auf einer Vielzahl von Kommunikationsplattformen verwendet werden, einschließlich Ethernet, Wi-Fi, 802.15.4 und Sub-1-GHz-ISM. Ein Schlüsselattribut ist der IPv6-Stack (Internet Protocol Version 6), der in den letzten Jahren eine sehr wichtige Einführung zur Implementierung des Internets der Dinge darstellte. IPv6 ist der Nachfolger von IPv4 und stellt ungefähr 5 x 1028 Adressen für jeden auf der Welt bereit, sodass jedes eingebettete Objekt oder Gerät auf der Welt seine eigene eindeutige IP-Adresse haben und sich mit dem Internet verbinden kann. Beispielsweise ist IPv6 für die Haus- oder Gebäudeautomatisierung konzipiert und stellt einen grundlegenden Transportmechanismus bereit, mit dem komplexe Steuerungssysteme kostengünstig erstellt und mit Geräten über drahtlose Netzwerke mit geringem Stromverbrauch kommuniziert werden können.

Der Standard zielt darauf ab, IPv6-Pakete über ein IEEE 802.15.4-basiertes Netzwerk zu senden und offene IP-Standards wie TCP, UDP, HTTP, COAP, MQTT und Websockets zu implementieren, die durchgängig adressierbare Knoten bereitstellen, mit denen Router Ihr Netzwerk verbinden können die IP. 6LowPAN ist ein Mesh-Netzwerk mit leistungsstarker Skalierbarkeit und Selbstheilung. Ein Mesh-Router-Gerät kann Daten weiterleiten, die anderen Geräten zugewiesen sind, während der Host lange schlafen kann. Hier ist eine Erklärung von 6LowPAN, bereitgestellt von TI.

5. Einfädeln

Threading ist ein neues IP-basiertes IPv6-Netzwerkprotokoll für Heimautomatisierungsumgebungen. Es basiert auch auf 6LowPAN, es ist kein IoT-Anwendungsprotokoll wie Bluetooth oder ZigBee. Aus Anwendungssicht ist es jedoch in erster Linie darauf ausgelegt, WLAN zu ergänzen, da es die Einschränkungen anerkennt, dass WLAN für viele Verbrauchergeräte vorteilhaft ist, da es in Heimautomatisierungseinstellungen verwendet wird.

Die Threading-Gruppe wurde Mitte 2014 eingeführt, und das lizenzfreie Protokoll basiert auf verschiedenen Standards, darunter IEEE802.15.4 (als drahtloses Luftschnittstellenprotokoll), IPv6 und 6LoWPAN, und bietet eine flexible IP-basierte Lösung für das Internet Dinge. Thread ist so konzipiert, dass es mit bestehenden Anbietern von IEEE 802.15.4-Wireless-Chips (wie Freescale und Silicon Labs) zusammenarbeitet. Thread unterstützt Mesh-Netzwerke mit IEEE802.15.4-Funktransceivern und kann bis zu 250 High-Level-Authentifizierungs- und Verschlüsselungsknoten verarbeiten. Ein relativ einfaches Software-Upgrade sollte es Benutzern ermöglichen, Threads auf vorhandenen IEEE 802.15.4-fähigen Geräten auszuführen.

6. W-lan

WiFi-Konnektivität ist für viele Entwickler oft eine offensichtliche Wahl, insbesondere angesichts der Popularität von WiFi in einer Heimumgebung innerhalb eines lokalen Netzwerks. Die vorhandene Infrastruktur ist nicht nur klar angegeben, sondern auch umfangreich und bietet eine schnelle Datenübertragung und die Möglichkeit, große Datenmengen ohne weitere Erklärung zu verarbeiten.

Derzeit ist 802.11n der häufigste WLAN-Standard, der in Haushalten und vielen Unternehmen verwendet wird, der einen engen Durchsatz von Hunderten von Megabit pro Sekunde bietet, was gut für Dateiübertragungen, aber für viele IoT-Anwendungen ist. Es kann sein, dass es zu machthungrig ist. RS bietet eine Reihe von HF-Entwicklungskits zum Erstellen von WiFi-basierten Anwendungen an.

7. GSM/3G/4G/5G

IoT-Anwendungen, die größere Entfernungen erfordern, können die GSM/3G/4G/5G-Mobilfunkfunktionen nutzen. Während Mobiltelefone eindeutig in der Lage sind, große Datenmengen zu senden, insbesondere für 5G, werden die Kosten und der Stromverbrauch für viele Anwendungen zu hoch sein, aber für sensorbasierte Datenelemente mit niedriger Bandbreite und sehr niedrigen Übertragungsgeschwindigkeiten ist dies sehr ideale Datenmenge im Internet.

8. NFC

NFC (Near Field Communication) ist eine Technologie, die eine einfache und sichere Zwei-Wege-Interaktion zwischen elektronischen Geräten ermöglicht, insbesondere für Smartphones, die es Verbrauchern ermöglicht, kontaktlose Zahlungstransaktionen durchzuführen, auf digitale Inhalte zuzugreifen und elektronische Geräte zu verbinden. Im Wesentlichen erweitert es die Möglichkeiten der kontaktlosen Kartentechnologie und ermöglicht es Geräten, Informationen in Entfernungen von weniger als 4 cm auszutauschen. Weitere Informationen finden Sie hier.

9. Sigfox

Sigfox, seine Reichweite liegt zwischen WLAN und Mobilfunk. Es nutzt das frei verfügbare ISM-Band, ohne eine Lizenz erwerben zu müssen, um Daten zu und von dem angeschlossenen Objekt über ein sehr schmales Spektrum zu übertragen. Die Idee von Sigfox ist, dass für viele M2M-Anwendungen, die mit kleinen Batterien betrieben werden, nur eine geringe Datenübertragung erforderlich ist, die WLAN-Reichweite zu gering ist und Mobiltelefone zu teuer sind und zu viel Strom verbrauchen. Sigfox verwendet eine Technik namens Ultra-Narrowband (UNB), die nur niedrige Datenübertragungsgeschwindigkeiten von 10 bis 1.000 Bit pro Sekunde bewältigt. Im Vergleich zu 5000 Mikrowatt verbraucht die Mobilfunkkommunikation nur 50 Mikrowatt Strom oder kann mit einer 2,5-Ah-Batterie eine typische Standby-Zeit von 20 Jahren bieten, während Mobiltelefone nur 0,2 Jahre alt sind.

Es wird bereits in Zehntausenden von vernetzten Objekten eingesetzt, das Netzwerk wird derzeit in europäischen Großstädten eingeführt, darunter zehn Städte in Großbritannien. Das Netzwerk bietet ein leistungsstarkes, energieeffizientes und skalierbares Netzwerk, das mit Millionen von batteriebetriebenen Geräten auf einer Fläche von wenigen Quadratkilometern kommunizieren kann, wodurch es für den Einsatz in Anwendungen wie Smart Meters, Patientenmonitoren und Sicherheitsgeräten geeignet ist. Straßenbeleuchtung und Umweltsensoren. Das Sigfox-System verwendet Siliziumchips wie drahtlose EZRadioPro-Transceiver wie Silicon Labs, um branchenführende drahtlose Leistung, erweiterte Reichweite und extrem niedrigen Stromverbrauch für drahtlose Netzwerkanwendungen bereitzustellen, die im 1-GHz-Band arbeiten.

10. Neul

Ähnlich wie Sigfox, das im 1-GHz-Band läuft, nutzt Neul einen kleinen Teil des TV-Leerraumspektrums, um eine hohe Skalierbarkeit, eine hohe Abdeckung, einen geringen Stromverbrauch und kostengünstige drahtlose Netzwerke bereitzustellen. Das System basiert auf dem Iceni-Chip, der über ein White-Space-Funkgerät kommuniziert, um auf das hochwertige UHF-Spektrum zuzugreifen, das jetzt für die Analog-Digital-TV-Konvertierung verfügbar ist. Die als No-Weight bezeichnete Kommunikationstechnologie ist eine neue Wide-Area Wireless-Netzwerktechnologie, die für das IoT entwickelt wurde und mit bestehenden GPRS-, 3G-, CDMA- und LTE-WAN-Lösungen konkurriert. Die Datenrate kann eine beliebige Datenrate von wenigen Bits pro Sekunde bis 100 kbps auf derselben einzelnen Verbindung sein; und das Gerät kann nur 20 bis 30 mA aus 2 x AA-Batterien verbrauchen, was 10 bis 15 Jahre im Feld bedeutet.

11. LoRaWAN

Ähnlich wie Sigfox und Neul zielt LoRaWAN auf WAN-Anwendungen (Wide Area Network) ab, die zur Unterstützung von Low-Power-WANs mit spezifischen Fähigkeiten zur Unterstützung einer kostengünstigen mobilen sicheren bidirektionalen Kommunikation in IoT, M2M und M2M entwickelt wurden. Anwendung. Optimiert für geringen Stromverbrauch und Unterstützung großer Netzwerke mit Millionen und Abermillionen von Geräten reichen die Datenraten von 0,3 kbps bis 50 kbps.

12. Der Vergleich dieser IoT-Protokolle

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