1.1初探物联网

一，物联网
百度解释：
物联网（The Internet of Things，简称IOT）是指通过 各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术(可理解为通信感知技术)，实时采集任何需要监控、 连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化 学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体，它让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络。

物联网（ IoT ，Internet of things ）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。其掀起了世界信息产业发展的第三次浪潮（前两次是计算机和互联网）。

通信感知技术是物联网实现的基础。

二，物联网发展历程：
1991年伦敦大学 特洛伊咖啡壶服务器
1999年 Kevin Ashton在MIT首次提出物联网概念
早期概念：依托RFID(射频识别）技术和设备按约定胡通信协议与互联网结合，使物品信息实现智能化识别和管理，实现物品信息互联，可交换和共享而形成胡网络。
2005,7 国际电信联盟引用物联网概念（技术范围扩大）
2008,11 IBM提出“智慧地球”
2009,8 “感知中国”无锡首先建立"感知中国"研究中心
2013，4 德国汉诺威工业博览会上提出“工业4.0”，旨在提升制造业的智能化水平
2015，5 “中国制造2025”发布

三，发展历程总结并划分为三个时期：
1，概念期（1999~2013）
物联网概念的形成和提出时期（基本处于概念阶段），物联网涉及到的“物”，仅仅有无线射频设备。
2，发展期（2014~2016）
以Google收购Nest为标志，物联网从无线射频设备进化到了智能可穿戴和智能家居设备。
3，成熟期（2016至今）
智能可穿戴设备和智能家居设备已经成熟落地并且切实进入到了日常生活当中，与此同时物联网平台技术的成熟度正在快速爬升，为物联网生态系统的建设打下了良好的基础。

四，物联网层次划分
云—管—端的逻辑体系来划分，物联网的层次为四个层次
应用层：负责数据呈现及客户交互
平台层：负责设备通信管理，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处理

从垂直行业应用来划分，物联网的行业应用可以简单分成几大领域
公共事业物联网
工业物联网
车联网
智慧家庭物联网等

五，各种技术特点及其应用
4G,5G,LTE-V : 传输速率>10Mbps,功耗较高，成本较高 应用于车联网，视频监控，智能机器等
eMTC,GPRS : 传输速率约为1Mbps ,成本较低，功耗较低 应用于智能穿戴设备，梯联网，电子广告，无线ATM等
NB-loT : 传输速率<100kbps ,成本低，功耗低，覆盖广 应用于远程抄表，智能停车，智慧农业等

所有技术都可以分为有线通信技术和无线通信技术。

知识扩展
LTE-V是专门针对车间通讯的协议，被称为是影响车联网“连接”的起始点。目前的LTE-V版本属于4.5G技术，未来可以平滑演进到5G
LTE-V其实是实现V2X（Vehicle to Everything）的两大技术阵营之一，它主要由国内企业（包括大唐、华为等）推动，另一大阵营是美国主导的IEEE 802.11P（DSRC）。

1.2 有线通信
有线通信技术特点是稳定可靠。缺点是受限于传输媒介，满足不了一些远距离的、灵活性强的连接。
包括：以太网，RS-232,RS-485,M-Bus,PLC等

以太网是现有局域网采用的最通用的通信协议标准，包括：标准的以太网、快速以太网、10G以太网。
例如我们通常用的家庭路由器宽带技术就有涉及以太网技术。

RS-232是EIA制定的异步传输标准接口，个人计算机上的通讯接口之一，9个引脚的是DB-9，25引脚的DB-25,这两类通常标识为COM1和COM2.用于监视和控制系统的应用。

RS-232与RS485比较
RS232 采用不平衡传输方式，单端通讯。传输距离不超过20m,一对一通信
RS-485 采用平衡传输，差分传输方式。传输距离几十米到上千米，总线上允许连接128个收发器。

M-Bus-Meter Bus-户用仪表总线：用于非电力户用仪表传输的欧洲总线标准。
专门为消耗测量仪器和计数器传送信息的数据总线设计。
M-Bus在建筑物和工业能源消耗数据采集有多方面的应用
M-Bus总线的概念基于OSI参考模型，但是M-Bus又不是真正意义上的一种网络。其仅在物理层，链路层，网络层和应用层进行了功能定义（OSI另外三层为传输层，会话层和表示层）。由于OSI参考模型中不允许上一层次改变如波特率、地址等参数，因此在七层模型之外M-Bus定义了一个管理层，可以不遵守OSI模型对任意一层次进行管理。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（距离达1千米，24V供电）。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全称Power Line Communication，也称 电力线通信
PLC是利用电力线传输数据和媒体信号的一种通信方式。

百度解释
PLC多意词。其另一个意思是可编程逻辑控制器。
电力线通信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。
电力线通信全称是电力线载波（Power Line Carrier – PLC）通信，是指利用高压电力线（在电力载波领域通常指35kV及以上电压等级）、中压电力线（指10kV电压等级）或低压配电线（380/220V用户线）作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式。

PLC电力线通信应用形式多种多样，除了我们熟知的，可以通过电力线通信将电表的数据传输到工业网关上还可以作为家庭网络，PLC非常便于在传统数据处理设备（如PC机等）与计算机外设之间交换数据。
此外，信息家电也可与计算机进行对话，利用PLC可以很方便地从电视机或VCR向PC机发送多媒体数据。PLC还可以用于家庭安全方面，可以把门口监控摄像机获得的图像送至电视机。

1.3 无线通信

蜂窝移动通信----------2G、3G、4G通信技术

目前，较多的物联网终端设备接入是使用GPRS通信方式，也就是常说的2G中的一种技术。像较多共享单车的网络接入，POS机的网络接入，都是通过GPRS。

短距无线通信技术----------蓝牙、WIFI、ZigBee、Z-Wave

蓝牙：大容量、近距离、无线数字通信技术标准 最高传输速率1Mbps 最大传输距离为10厘米到10米的数据传输（可扩展到100米） 速率块、低功耗、安全性高、网络节点少，不适合多点布控。可实现固定设备，移动设备，楼宇个人域网之间的短距离数据交换。主要使用2.4~2.485GHz的ISM波段无线电波。最初由电信巨头爱立信公司创制，应用有手机，蓝牙耳机，蓝牙音箱，智能穿戴，家电设备等。

WIFI：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 覆盖范围广，数据传输速率块 传输安全性不好，稳定性差，功耗略高。

ZigBee：是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议 广泛应用于工业、家庭领域。优点： 近距离，低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率 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

百度解释
ZigBee，也称紫蜂，是一种低速短距离传输的无线网上协议，底层是采用IEEE 802.15.4标准规范的媒体访问层与物理层。主要特色有低速、低耗电、低成本、支持大量网上节点、支持多种网上拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。主要应用于工业和智慧家庭领域。
ZigBee是一项新型的无线通信技术，适用于传输范围短数据传输速率低的一系列电子元器件设备之间。 ZigBee无线通信技术可于数以千计的微小传感器相互间，依托专门的无线电标准达成相互协调通信，因而该项技术常被称为Home RF Lite无线技术、FireFly无线技术。

Z-Wave：一种新兴的基于射频的、低成本、低功耗、高可靠的短距离无线通信技术 用于住宅、照明商业控制、状态读取应用（抄表、照明灯）网络结构简单、低功耗、低成本 速率较低，标准不开放，芯片只能通过Sigma Designs这唯一来源获取。Z-Wave技术设计用于住宅、照明、商业控制以及状态读取应用，例如抄表、照明、家电控制、接入控制、防盗及火灾监测等。信号的有效覆盖范围在室内是30m，室外可超过100m，适合于窄宽带应用场合。

百度解释
Z-Wave是由丹麦公司Zensys所一手主导的无线组网规格，Z-wave联盟(Z-wave Alliance)虽然没有ZigBee联盟强大，但是Z-wave联盟的成员均是已经在智能家居领域有现行产品的厂商，该联盟已经具有160多家国际知名公司

下图为各种技术对比

1.4 LPWA（Low Power Wide Area）低功耗广域网
传统无线通信技术包含了蜂窝移动通信和短距无线通信技术这两类
其他发展出的技术：无线通信技术LPWA低功耗广域网，它解决了传统网络不能应对一些物联网场景的通信问题，低功耗广域网的通信技术，其中比较被世人熟知的是SigFox、LoRa、NB-loT。

1，SigFox这一通信技术由法国的 SigFox公司拥有，其主要打造低功耗、低成本的无线物联网专用网络。
是商用化速度较快的一个LPWA网络技术。SigFox网络利用了UNB技术，传输功耗水平非常低，并仍然能维持一个稳定的数据连接，通常它的传输速率只有100bps。其网络拓扑是一个可扩展的、高容量的网络，具有非常低的能源消耗，同时保持简单和易于部署的基于星型单元的基础设施。SigFox无线链路使用免授权Sub-G的ISM射频频段，频率根据国家法规有所不同(欧洲：868MHz,美国:915MHz）。
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2，LoRa：美国SEMTECH公司基于开源的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 基于扩频技术的超远距离无线传输方案

3，NB-loT是目前LPWA领域最火的一项技术。
NB-loT是构建于蜂窝网络的窄带物联网，只消耗大约180KHz的宽带。可直接部署与GSM网络、UMTS网络、LTE网络。

三项技术对比：
NB-loT构建在运营商蜂窝网络上，其他两项不是；三者都是基于Sub-GHz频段；NB-loT需要授权，其他两项不需要。

知识扩展
NB-IoT是一种无线蜂窝网络通信协议，是NArrow Band Internet of Things的缩写，意思是窄带物联网，是一种低功耗广覆盖物联网技术（LPWA），窄带只指使用的带宽为180KHz，工作在运营商的授权频段内，技术主要贡献者为华为和高通。
NB-IoT（Narrow Band Internet of Things，窄带蜂窝物联网）是基于LTE的R13实现
NB-IoT协议就是充分利用好宝贵的无线频谱资源和时间资源、满足LPWA需要而设计的一套无线蜂窝网络通信规则，其作用就是为信息交互制定了一套语法、语义和时序，简单的说就是规定了通信参与方用什么语言交流，说的话代表什么意思、以及谁说谁听、说多长时间的规则。
NB-IoT的演进过程

2013年初，华为联合相关厂商、运营商开始蜂窝物联网的研究，命名为LTE-M；

2014年5月，由华为、沃达丰、中国移动、Orange、TelecoMItaly等公司主导的工作组SI在3GPPGERAN立项，LTE-M演进为CellularIoT，简称CIoT；

2015年5月，华为和高通共同宣布一项融合解决方案，融合之后的方案叫NB-CIoT；

2015年8月，在GERANSI阶段最后一次会议上，爱立信联合中兴、诺基亚、三星、INTEL等提出NB-LTE的概念；

2015年9月，RAN#68上NB-CIoT和NB-LTE两个技术方案进行融合行成NB-IoT；

2016年6月16日，NB-IoT的3GPP标准核心部分正式冻结，标志着商用阶段正式开始。

2016年是物联网生态元年