小花带你一周hold住人人学IOT（一）初识物联网

小花带你一周hold住人人学IOT（一）初识物联网

花带你一周hold住人人学IOT（二）IoT平台，能力开放

小花带你一周hold住人人学IOT（三）窄带无线，海量物联

小花带你一周hold住人人学IOT（四） 物联网关，汇聚回传

小花带你一周hold住人人学IOT（五） 操作系统，轻量开源

物联网（Internet of Things）简称：IoT，是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段

说到物联网你是不是既熟悉又陌生？没错，从随处可见的射频技术、智能穿戴、智能电器、到迅猛发展的智慧家庭、智能交通、共享单车、无人机运输、智慧医疗等这些科技应用的背后都是物联网。但是他们并不能代表物联网的全部。

物联网这项基于通讯感知技术，拥有无限开发潜能的互联网创新应用，已经掀起了世界信息产业发展的第三次浪潮。并将引发生产和生活方式巨大变革，那么通信感知技术何以成就了如此强大的物联网，小花将通过这次人人学IoT系列课程，逐渐为您揭晓。

下面看一下人人学IoT系列课程包含那几课。

第一课：初识物联网

第二课：IoT平台，能力开放

第三课：窄带无线，海量接入

第四课：物联网关，汇聚回传

第五课：操作系统，轻量开源

下面开始第一课的学习：初识物联网

下面先看一下今天要带大家学习那些内容。

1.用一杯咖啡的时间初探物联网

物联网的起源-“特洛伊”咖啡壶事件

“特洛伊”咖啡壶事件发生在1991年。剑桥大学特洛伊计算机实验室的科学家们在工作时，要到楼下看咖啡煮好了没有，但常常空手而归。

为了解决这个麻烦，他们编写了一套程序，并在咖啡壶旁边安装一个便携式摄像机，镜头对准咖啡壶，利用计算机图像捕捉技术以方便工作人员随时查看咖啡是否煮好，省去了上上下下的麻烦。

物联网的发展历程

1999年-2013年无线射频领域的物

2014-2016年智能穿戴、智能家居

2016-至今进入我们的日常生活

华为物联网1+2+1解决方案介绍

云-管-端的逻辑体系

应用层-负责数据呈现及客户交互

平台层-负责社保通信管理、数据存储、业务规划等

网络层-负责终端接入和数据传输

感知层-负责信息收集和信号出来

物联网: 从人与人的信息联接到物与物的信息联接

垂直行业应用划分

公共事业物联网

车联网

工业物联网

智能家庭物联网

业务应用区分

2.稳定可靠的有线通信

物联网中的通信技术分类

有线通信技术：PLC M-Bus Rs-485 Rs-232 以太网

无线通信技术: 2G、3G、4G、Wi-Fi、ZigBee、Z-Wave、SigFox、NB-IoT、LoRa!

以太网

现有局域网采用的最通用的通信协议标准，我们通常所熟知的家庭路由器宽带技术就有涉及以太网技术

分类：

标准以太网

快速以太网

10G以太网

RS-232与RS-485介绍与对比

RS-232 EIA制定的异步传输标准接口 DB-9 DB-25

通讯距离:不超过20米

传输方式:不平衡传输方式，单端通信

通信数量:一对一通信

传输速率:38.4Kbps

RS-485

通讯距离:1200m的理论值，实际300-500m

传输方式:平衡传输，差分传输方式

通信数量:总线上最多允许128个收发器

传输速率:10Mbps

M-Bus

M-Bus (Meter Bus) —— 户用仪表总线，它是一种专门为消耗测量仪器和计数器传送信息的数据总线设计的。M-Bus在商业和工业建筑能源消耗数据采集上有多方面的应用。用于非电力户用仪表传输的欧洲总线标准。

OSI参考模型

M-Bus总线的提出满足了公用事业仪表的组网和远程抄表的需要，同时它还可以满足远程供电或电池供电系统的特殊要求。M-Bus串行通信方式的总线型拓扑结构非常适合公用事业仪表的可靠、低成本的组网要求，可以在几公里的距离上连接几百个从设备。

PLC 电力载波技术

电力线通信 (Power Line Communication，英文简称PLC) 技术是指利用电力线传输数据和媒体信号的一种通信方式。该技术是把载有信息的高频加载于电流然后用电线传输接受信息的适配器再把高频从电流中分离出来并传送到计算机或电话以实现信息传递。

总结

有线通信技术：

优点：稳定性强、可靠性高

缺点：受限于传输媒介 满足不了远距离灵活性强的场景

有线通信技术简要对比：

3.百家争鸣的无线通信

物联网中的通信技术分类

有线通信技术：PLC M-Bus Rs-485 Rs-232 以太网

无线通信技术: 2G、3G、4G、Wi-Fi、ZigBee、Z-Wave、SigFox、NB-IoT、LoRa!

蜂窝移动通信

2G 3G 4G通信技术

较多终端接入 GPRS接入 共享单车平台 ATM机 POS机 购票业务

短距无线通信技术

蓝牙

-大容量 近距离 无线数字通信技术标准 最新的蓝牙5.0支持最高3Mbps的传输速率，传输距离可达约300米。

-固定设备 移动设备 楼宇个人域网 短距离数据交换

-蓝牙耳机 蓝牙音箱 手机 家电设备 智能穿戴

优点：速率快、低功耗，安全性高。

缺点：针对于EDR型而言，网络节点少，不适合多点布控

WIFI

-Wi-Fi是一种允许电子设备连接到一个无线局域网 (WLAN) 的技术，通常使用2.4G UHF或5G SHF ISM 射频频段。最新的Wi-Fi6支持9.6Gbps的传输速率以及低至20ms的时延。

-需要账号密码 不需要账号密码

-个人PC 手机及较多的终端

优点：覆盖范围广，数据传输速率快。

缺点：传输安全性不好，稳定性差，功耗略高，组网能力差。

ZigBee

-是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议

-一种短距离、低功耗的无线通信技术。

-广泛的应用于工业和智慧家庭领域。

-近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。

-优点：简单 使用方便 工作可靠 价格低

-缺点：物体阻挡后信号会衰减 不同芯片兼容性较差 网络较灵活 不易维护

Z-Wave

-是一种新兴的基于射频的、低成本、低功耗、高可靠、适于网络的短距离无线通信技术。

优点：结构简单，低速率，低功耗，低成本，可靠性高。

缺点：标准不开放，芯片只能通过Sigma Designs这一唯一来源获取。

短距无线技术对比

4.万物互联的LPWA

LPWA（Low-Power Wide-Area）场景，即低功耗广覆盖网络场景。低功耗广域网

LPWA - SigFox

-SigFox网络利用了超窄带UNB技术

-传输速率100bps

-传输功耗水平非常低，并仍然能维持一个稳定的数据连接

-路使用免授权的ISM射频频段

LPWA - LoRa

-是一种基于物理层实现网络数据通信的技术

-支持双向数据传输，符合一系列开源标准（基于开源的mac层协议的低功耗广域网标准，同时基于Sub-GHz的频段使其更易以较低功耗远距离通信）

-使用未授权频谱来支持服务

LPWA - NB-IoT

-LPWA领域最火的一项技术

-基于蜂窝的窄带物联网，其构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽

-直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级

-具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低、架构优等特点

-应用于远程抄表 资产追踪 智能停车 智慧农业等

LPWA - eMTC

基于LTE接入技术设计了无线物联网络的软特性，主要面向低速率、深度覆盖、低功耗、大连接的物联网应用场景

-速率更高，可达1Mbps，但覆盖较小，功耗较大，容量也较小

-提供一定的语音通信能力

总结LPWA技术对比

无线通信技术比较

根据场景的通信需求，选择合适的通信技术

好了，到这里第一课初探物联网就学完了，相信通过今天的学习，大家对物联网已经有了一些初步的认知了。下面跟我来做一下练习，检验一下自己的学习成果哦。

判断题

1.PLC通信技术是指利用电力线传输数据和媒体信号的一种通信方式。true

2.NB-IoT聚焦于物联网，具有覆盖广、功耗低、速率快、连接多的特点。false

特点：覆盖广、功耗低、速率低、连接多、成本低、架构优

单选题

1.下列描述属于物联网网络层功能的是？C

A.数据呈现及客户交互 应用层 B.设备通信管理、数据存储与业务规划 平台层 C.终端接入及数据传输 网络层 D.信息收集与信号处理 感知层

2.下列通信技术的特点与业务应用场面描述错误的是？B

A.LTE-V带宽＞10Mbps，适用于车联网场景 B.视频监控通常通过GPRS来传输，它的带宽在1Mbps左右 5g C.eMTC的带宽在1Mbps，适用于智能穿戴设备的接入 D.NB-IoT带宽＜100kbps，但是它功耗低，覆盖范围广，适用于抄表业务

3.下列关于M-BUS描述错误的是？A

A.M-BUS网络模型完全参照OSI模型 没有完全参照 具体详见(人人学IoT-稳定可靠的有线通信) B.M-BUS在远程抄表应用中可抄达300个节点 C.M-BUS总线通讯距离可达1000米 D.M-BUS串行通信方式采用总线型拓扑结构

4.下列关于ZigBee的描述错误的是？A

A.ZigBee是一种长距离、低功耗的无线通信技术 短距离低功耗 B.ZigBee基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议 C.ZigBee工作在免授权频段 D.ZigBee广泛应用于工业和智慧家庭领域

多选题

1.下列关于RS-232与RS-485的区别描述正确的是？ABD

A.RS-232采用单端通讯，RS-485采用平衡传输 B.RS-232的传输距离不超过20米，RS-485的传输距离可达几十米到上千米 C.RS-232在PC机是COM1，RS-485在PC机是COM2 232 DB-9 DB-25 D.RS-232一对一通信，RS-485一对多通信

2.下列通信技术哪些属于短距无线通信？BC

A.PLC 有线通信 B.Zigbee C.Z-Wave D.RS-232 有线通信

3.下列通信技术属于LPWA的是？ABC

A.NB-IoT B.SigFox C.LoRa D.Zigbee 短距无线通信

4.下列通信技术中，频段在Sub-G免授权频段的是？CD

A.NB-IoT B.Wi-Fi C.LoRa D.SigFox

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