物联网通信综合组网能力

   通信对物联网来说十分关键，无论是近距离无线传输技术还是移动通信技术，甚至是LPWAN都影响着物联网的发展。通信协议是指双方实体完成通信或服务所必须遵循的规则和约定。我们将物联网通信协议分为两大类，一类是接入协议，一类是通讯协议。接入协议一般负责子网内设备间的组网及通信；通讯协议主要是运行在传统互联网TCP/IP协议之上的设备通讯协议，负责设备通过互联网进行数据交换及通信。

   物联网的通信环境有Ethernet， Wi-Fi， RFID， NFC（近距离无线通信）， Zigbee， 6LoWPAN（IPV6低速无线版本），Bluetooth， GSM， GPRS， GPS， 3G， 4G等网络，而每一种通信应用协议都有一定适用范围。AMQP、JMS、REST/HTTP都是工作在以太网，COAP协议是专门为资源受限设备开发的协议，而DDS和MQTT的兼容性则强很多。

　　互联网时代，TCP/IP协议已经一统江湖，现在的物联网的通信架构也是构建在传统互联网基础架构之上。在当前的互联网通信协议中，HTTP协议由于开发成本低，开放程度高，几乎占据大半江山，所以很多厂商在构建物联网系统时也基于http协议进行开发。包括google主导的physic web项目，都是期望在传统web技术基础上构建物联网协议标准。

物联网中比较常用的无线短距离通信语言及技术--华为Hilink协议、WiFi(IEEE 802.11协议)、Mesh、蓝牙、ZigBee、Thread、Z-Wave、NFC、UWB、LiFi。

华为Hilink协议.

去年12月，华为隆重推出自主研发的智能家居“三件套”—Hilink协议、Huawei-LiteOS系统以及IOT芯片。目前市场上各种网络终端用户互联互通协议已是百家争放，但相互之间似乎并不友好，相互孤立，各自闭门造车。Hilink协议被誉为是智能设备之间的“普通话”，它能够自动发现设备并一键连接，同时兼容ZigBee、WiFi以及蓝牙等协议。

WiFi/ IEEE 802.11协议.

WiFi，全称Wireless-Fidelity,无线保真，是无线局域网(WLAN)中的一个标准。从1999年推出以来一直是是我们生活中较常用的访问互联网的方式之一。通常WiFi技术使用2.4GHz和5GHz周围频段，通过有线网络外接一个无线路由器，就可以把有线信号转换成WiFi信号。WiFi标准家族还有802.11a、802.11b、802.11g、802.11n。

Mesh/IEEE 802.11s协议.

无线Mesh网络，被称为廉价“Last Mile“宽带接入方案，它利用多跳无线网状结构为移动用户提供宽带接入。Mesh是WLAN与移动Ad Hoc(点对点)网络的结合。与WLAN相比，各网络终端之间可以对等的进行直接通信，不再需要经过AP(基站)转发，且覆盖范围更大。与Ad Hoc相比，由于具有固定和电源充足的主干路由器，在移动性和功耗上可不用考虑太多。

蓝牙/IEEE 802.15.1协议.

蓝牙技术最早始于1994，由瑞典爱立信研发。它采用调频技术(Frequency-hopping Spread Spectrum),通信频段为2.402G Hz-2.480GHz。截止目前为止已经更新了9个版本，分别为蓝牙1.0/1.1/1.2/2.0/2.1/3.0/4.0/4.1/4.2，通信半径从几米到几百米延伸。

在微信和百度云还不太普及的时候，我们总是习惯打开手机里的蓝牙设备，把手机上好玩好看的东西分享给周围的朋友。蓝牙技术被广泛的使用在手机，PDA等移动设备上，PC、GPS设备以及大量的无线外围设备(蓝牙耳机、蓝牙键盘等)。

ZigBee/802.15.4协议.

Zigbee被正式提出来是在2003年，它的出现是为了弥补蓝牙通信协议的高复杂，功耗大，距离近，组网规模太小等缺陷。名称取自于蜜蜂，蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。

ZigBee可工作在三个频段868MHz-868.6MHz、902MHz-928MHz和2.4GHz-2.4835GHz，其中最后一个频段世界范围内通用，16个信道，并且该频段为免付费、免申请的无线电频段。三个频段传输速率分别为20kbps,40kbps以及250kbps。

ZigBee采用自组网的方式进行通信，也是无线传感器网领域最为著名的无线通信协议。在无线传感器网络中，当某个传感器的讯息从某条通信路径无法顺畅的传递出去时，动态路由器会迅速的找出另外一条近距离的信道传输数据，从而保证了信息的可靠传递。

Thread /IEEE 802.15.4协议.

Thread和ZigBee同属802.15.4，但是针对802.15.4做了很大的改进。Thread是建立在IPv6的基础之上的一个协议，无论在传输安全，还是系统可靠性上都做了非常棒的优化。它既可以承载高通海尔数十企业组物联网盟AllSeen，也可以支持苹果的Homekit智能家居平台。谷歌旗下的Nest 将Thread定为家庭物联网的唯一通讯协定，随后Nest发起产业联盟，联盟成员共同推广Thread协议，Thread短距离通信上面也是大有可为。

Z-Wave协议.

Z-Wave无线组网规格于2004年提出，由丹麦的芯片与软件开发商Zensys主导，Z-wave联盟推广其应用。Z-Wave工作频率美国908.42MHz、欧洲868.42MHz，采用无线网状网络技术，因此任何节点都能直接或间接地和通信范围内的其它临近节点通信。数据速率包括9.6kbps和40kbps.输出功率为1mW和0 dBm。信号的有效覆盖范围在室内是30m，室外可超过100m。Z-Wave是一种新兴的基于射频的、低成本、低功耗、高可靠、适于短距离、窄带宽的应用场合。

NFC.

NFC，近场通信，2002年由飞利浦半导体、诺基亚和索尼共同研发。2004年，成立NFC论坛，致力于近场通信技术的标准化和推广，该技术由RFID及互连技术整合演变而来。NFC是一种短距高频的无线电技术，工作频率在13.56MHz，20cm距离内。其传输速度有106 Kb/s、212 Kb/s或者424 Kb/s三种。通过卡、读卡器以及点对点三种业务模式进行数据读取与交换。

UWB.

UWB，超宽带，一种无载波通信技术，利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，能在10m左右的范围内实现数百Mb/s至数Gb/s的数据传输速率。UWB具有抗干扰性能强、传输速率高、带宽极宽、消耗电能小、发送功率小等诸多优势，主要应用于室内通信、高速无线LAN、家庭网络、无绳电话、安全检测、位置测定、雷达等领域。

LiFi.

LiFi，光保真技术，是一种利用可见光波谱(如灯泡发出的光)进行数据传输的全新无线传输技术，由英国爱丁堡大学HaraldHass教授发明。LiFi相当于Wi-Fi的可见光无线通信(VLC)技术，能利用发光二极管(LED)灯泡的光波传输数据，可同时提供照明与无线联网，且不会产生电磁干扰，有助缓解现今网络流量爆增的问题。