连接到物联网的几种通信技术

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有线连接和无线连接

连接方式可以分成有线连接和无线连接，我们这里讲的连接，其目的都是要进行通信，因此也就分别使用有线通信技术和无线通信技术。

有线通信，是指利用金属导线、光纤等有形媒质传送信息的技术。有线通讯已经非常普及，在自己家里墙壁上找找，就不难找到电话口，网口，有线电视口。

无线通信是利用电磁波信号在空间中直接传播而进行信息交换的通信技术，进行通信的两端之间无需有形的媒介连接。常见的无线通信方式有有蜂窝（手机）无线连接，wifi连接，还有一些倍感神秘的方式，如可见光通信和量子通信方式等等。

一般来讲，有线连接可靠性高，稳定性高，缺点是连接受限于传输媒介。无线连接自由灵活，终端可以移动没有空间限制，但是可靠性受传输空间里的其他电磁波，以及对电磁波有影响的其他障碍物的影响很大，因此可靠性较低。

短距离通信和长距离通信

有很多的场合人和物只需要跟附近的通信终端通信，例如在家里，办公室，工厂等等。但是也存在长距离的应用场景，例如两个城市之间的网络要连接起来，在高速上的车辆或乘客，甚至是海洋上的渔船。通常我们把通信距离在100m以内的通信称之为短距离通信，而通信距离超过1000m的称之为长距离通信。

现实中有很多种通信技术可以满足各种不同的通信需求，但是还没有哪一种通信技术可以满足所有的通信需求，如果还考虑成本，功耗，效率等因素的话。把数据传输到更远的距离以及传输更多的数据常常意味着更高的能耗和更高的成本。因而短距离通信和长距离通信在技术实现，功耗，成本等各个方面均不同，是将物连接进网络时候需要考虑的因素之一。

通信技术和通信协议

通信技术主要是强调信息从信源到目的地的传输过程所使用的技术，还有一个问题是各种通信技术之间如何能协同工作呢？为此，国际标准化组织提出了开放系统互连参考模型OSI，也就是网络分成了物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。也就是这个伟大的标准最终形成了互联网，以及无所不连的物联网。

在上述各层之间进行数据交换的规则和约定就是通信协议。遵守OSI标准的通信协议能够做到上层协议与下层协议的实现无关，因此能最大限度的复用下层协议。

本文提到的通信技术在通信硬件上就有不同的特性，以支持有线/无线，长距/短剧，节能/高速等特性。但同时也使得其在物理层向上的若干层都需要使用自己的通信协议。所以通信技术的名称也往往是一些通信协议的名称，并且通信技术和通信协议的含义也广为混淆。如下图所示：

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有线通信：以太网

以太网（Ethernet）是一种局域网通信技术， IEEE组织的IEEE 802.3标准制定了以太网的技术标准，它规定了包括物理层的连线、电子信号和介质访问层协议的内容。 以太网使用双绞线作为传输媒介，在没有中继的情况下，最远可以覆盖200米的范围。最普及的以太网类型数据传输速率为100Mb/s，更新的标准则支持1KMb/s和10KMb/s的速率。

以太网技术的最大优点是它是目前应用最普遍的局域网技术，已经逐步取代了其他局域网标准如令牌环、FDDI和ARCNET等。现在我们熟悉的互联网就是指所有这些大大小小的局域网连接在一起以后，形成的覆盖全球的网络。按本书“物联网”也有出生日期一节的观点，物联网是连接的物超过人口以后的互联网，因而实际中，任何连接到物联网的物总是连接到一个以太网的终端上的。

有线通信：串口通信技术

串口（Serial port）是一种非常通用的用于设备之间通信的接口，也广泛用于设备以及仪器仪表之间的通信。常见的串口有RS-232（使用 25 针或 9 针连接器）和工业电脑应用的半双工RS-485与全双工RS-422。

串口通信使用串行方式进行通信，即串口按位（bit）发送和接收字节序列，典型地，串口用于ASCII码字符的传输。串口通信使用3根线完成：地线，发送和接收。串口通信可以在使用发送线发送数据的同时用接受线接收数据，它很简单并且能够实现较远距离的通信，其通信长度可达1200米。

优点
串口通信的最大有点就是普及率高，串口至今PC电脑还是标配，通常为了方便连接打印机，大部分的工业设备都有串口，那些没有串口的设备，在其开发时，常见方法也是通过串口连接到进行开发的电脑上的，因此串口是设备进行通信的最简单最容易的方法。

另外值得一提的是，如果不考虑连接串口的线缆，串口通信的成本非常低。

缺点
串口通信的组网能力差，虽然通常情况比无线稳定，但是在工业环境中，也容易受到线缆所处环境的电磁影响出现通信不稳定，甚至串口烧坏的情况。串口的通信速度以太网比起来还是有很大差距，一般来讲，只适合低速率和小数据量的通信。

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