物联网基础知识

物联网基础知识普及目录/Content1432短距离无线通讯介绍物联网体系架构物联网概述应用场景物联网概述1物联网（InternetofThings,简称IOT）定义：即“万物相连的互联网”，是互联网基础上的延伸和扩展的网络，将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络，实现在任何时间、任何地点，人、机、物的互联互通。物联网顾名思义就是连接物品的网络，许多学者讨论物联网中,经常会引入一个M2M的概念，可以解释成为人到人(MantoMan)、人到机器(MantoMachine)、机器到机器(MachinetoMachine)。（M2M物联网卡）意义：实现了物理空间与数字空间的无缝连接。1全面感知：利用RFID、传感器、二维码，及其他各种的感知设备随时随地的采集各种动态对象，全面感知世界。可靠的传送：利用以太网。无线网、移动网络将感知的信息进行实时传送。智能控制：对物体实现智能化的控制和管理，真正达到了人与物的沟通。物联网体系架构物联网基础知识–物联网体系架构1物联网基础知识–物联网4大网络1物联网基础知识–物联网4大网络1短距离有线通讯：串口、485、can、维根等短距离无线通讯：有源：433Mhz、2.4Ghz（蓝牙、zigbee、wifi、beacon）、125khz（有源）、470Mhz、3.1Ghz-10.6Ghz（uwb）、无源：915mhz、13.56Mhz（IC卡）、125khz（ID卡）、134.2khz长距离无线通讯：广域网：蜂窝基站（2G、3G、4G、5G、NB）

低功耗广域网：lora（433mhz、868mhz、915mhz）、

sigfox。长距离有限通讯：广电、电信、互联网（光纤），光纤带宽理论上无穷大。短距离无线通讯介绍物联网基础知识–短距离无线通讯介绍1短距离无线通讯

短距离无线通讯技术中，涉及到的所有频段和协议，基本都是在Sub-1Ghz、2.4Ghz，协议有标准协议，也有私有协议。物联网基础知识–RFID1无线射频识别技术（RadioFrequencyIdentification,RFID）,或称射频识别技术，是从二十世纪90年代兴起的一项非接触式自动识别技术。它是利用射频方式进行非接触双向通信，以达到自动识别目标对象并获取相关数据，具有精度高、适应环境能力强、抗干扰强、操作快捷等许多优点。RFID概念物联网基础知识–RFID1RFID技术的基本工作原理：RFID进入电磁场后，接收阅读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出储存芯片中的产品信息（PassiveTag，无源标签或被动标签），或者主动发送某一频率的信号（ActiveTag

，有源标签或主动标签）；半有源标签（通过低频125k触发，433Mhz（中芯微）、2.4Ghz（仁微）回传信息）解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。RFID工作原理物联网基础知识–RFID1RFID技术典型应用：

物流和供应管理

生产制造和装配

航空行李处理

邮件/快运包裹处理

文档追踪/图书馆管理

动物身份标识

运动计时

门禁控制/电子门票

道路自动收费

汽车防盗和无钥匙开门系统的应用RFID应用物联网基础知识–有源电子标签1依据标签内部供电有无，RFID标签分为被动式、半被动式（也称作半主动式）、主动式三类。与被动式和半被动式不同的是，主动式标签本身具有内部电源供应器，用以供应内部IC所需电源以产生对外的信号。一般来说，主动式标签拥有较长的读取距离和可容纳较大的内存容量可以用来储存读取器所传送来的一些附加讯息。主动式标签可借由内部电力，随时主动发射内部标签的内存资料到读取器上。主动式标签又称为有源标签，内建电池，可利用自有电力在标签周围形成有效活动区，主动侦测周遭有无读取器发射的呼叫信号，并将自身的资料传送给读取器。有源电子标签概念物联网基础知识–有源电子标签1有源电子标签有如下：433Mhz：绕射能力好，通讯速率低，遥控器、中芯微电子标签；2.4Ghz（蓝牙、zigbee、wifi、beacon）：使用广泛，共用协议多，但是频段相对脏；125khz（有源）：穿透效果好，距离稳定，但是距离较近，基本在3-5m，激活器、定位器；470Mhz：无线抄表；3.1Ghz-10.6Ghz（uwb）：测距、定位，苹果应用中还有数据传输；780Mhz：绕射能力好，无线组网；有源电子标签分类以及应用物联网基础知识–无源电子标签1无源电子标签，即无源射频标签采用跳频工作模式，具有抗干扰能力，用户可自定义读写标准数据，在专门的应用系统效率更加快捷，识读距离可达10米以上。无源射频标签1024bits内存容量，超宽工作频段，既符合相关行业规定，又能进行灵活的开发应用，可同时读写多个标签。无源射频标签设计，无需电池，内存可反复擦写100,000次以上。无源电子标签概念物联网基础知识–无源电子标签1无源电子标签：915mhz：超高频，读写器价格贵，距离最远可以到10m以上，资产标签；13.56Mhz（IC卡）：高频，读写距离一般在10cm左右（取决于卡片大小以及读写器功率），ISO14443A/B，（ISO14443A是普通使用的IC卡，门禁、消费应用较多，ISO14443B是二代身份证）距离10cm左右，ISO15693，距离可以达到1m左右；125khz（ID卡）：低频，只读，读取距离一般在10cm左右（取决于卡片大小以及读写器功率），门禁应用较多；134.2khz：低频，主要用在畜牧业，宠物管理；无源电子标签分类以及应用物联网基础知识–NFC1NFC(NearFieldCommunication)近场通信，这个技术由非接触式射频识别（RFID）演变而来，由飞利浦半导体（现恩智浦半导体公司）、诺基亚和索尼共同研制开发，其基础是RFID及互连技术。NFC是一种短距离高频的无线电技术，在13.56Mhz频率运行于20cm距离内。其传输速度有106Kbit/s，212Kbit/s或者424Kbit/s三种。目前近场通信已通过并成为ISO/IECIS18092国际标准、ECMA-340标准与ETSITS102190标准。NFC采用主动和被动两种读取模式。NFC概念物联网基础知识–NFC1卡模式：这个模式其实就是相当于一张采用RFID技术的IC卡。可以替代大量的IC卡（包括信用卡）场合商场刷卡、公交卡、门禁管制，车票，门票等等。此种方式下，有一个极大的优点，那就是卡片通过非接触读卡器的RF域来供电，即便是寄主设备（如手机）没电也可以工作。读写器模式：这个模式可以模拟读读卡器功能，读取MIFARE和FeliCa卡的信息。点对点模式：这个模式和红外线差不多，可用于数据交换，只是传输距离较短，传输创建速度较快，传输速度可快些，功耗低（蓝牙也类似）。将两个具备NFC功能的设备链接，能实现数据点对点传输，如下载音乐、交换图片或者同步设备地址簿。一次通过NFC，多个设备如数码相机、PDA、计算机和手机之间都可以交换资料或者服务。NFC应用物联网基础知识–NFC1第一、NFC将非接触读卡器、非接触卡和点对点功能整合进一块单芯片，而RFID必须有阅读器和标签组成。RFID只能实现信息的读取以及判定，而NFC技术则强调的是信息交互。通俗的说NFC就是RFID的演进版本，双方可以近距离交换信息。NFC手机内置NFC芯片，组成RFID模块的一部分，可以当作RFID无源标签使用进行支付费用；也可以当作RFID读写器，用作数据交换与采集，还可以进行NFC手机之间的数据通信。第二、NFC传输范围比RFID小，RFID的传输范围可以达到几米、甚至几十米，但由于NFC采取了独特的信号衰减技术，相对于RFID来说NFC具有距离近、带宽高、能耗低等特点。第三、应用方向不同。NFC看更多的是针对于消费类电子设备相互通讯，有源RFID则更擅长在长距离识别。NFC与RFID区别长距离无线通讯介绍物联网基础知识–长距离无线通讯1长距离无线通讯

长距离无线通讯技术中，主要讲的是移动蜂窝网络以及低功耗广域网络;移动蜂窝网络，由移动无线信号塔组建，有各运营商运营；低功耗广域网，由各自厂家自行搭建基站，组网。长距离无线通讯介绍物联网基础知识–长距离无线通讯1移动蜂窝网络：2G：带宽较低，浏览文字，很多低成本物联网模块还在使用2G，联通以及退出2G网络；3G：带宽较高，浏览图片，处于2G，4G过渡阶段，存在感较低；4G：带宽高，观看视频，普及度很高；5G:带宽很高，无人驾驶等；NB-IOT：带宽低，传