物聯(lián)網(wǎng)設備的常見網(wǎng)絡連接方式分為有線連接和無線連接，本文小編將詳細介紹兩個不同連接方式的功能特點。如下圖所示：
以太網(wǎng)接口通信這是目前最常用的局域網(wǎng)組網(wǎng)方式（主要的標準是IEEE 802.3），通過集線器、交換機和路由器構成一個網(wǎng)絡，利用雙絞線（或者光纖）將這些網(wǎng)絡設備與主機連接起來。圖3顯示了這些連接線和設備，圖4顯示了典型的以太網(wǎng)組網(wǎng)結構。
圖3 以太網(wǎng)連接設備：連接線、集線器、交換器、路由器
圖4 典型的以太網(wǎng)組網(wǎng)結構
RS485接口是一種半雙工UART串口通信的工作方式，即任何時候只有一點處于發(fā)送狀態(tài)。RS-485支持總線型結構,總線長度可達上千米，節(jié)點數(shù)可以多達256個。由于總線結構布線簡單，因此廣泛應用于門禁對講、樓宇報警等網(wǎng)絡。圖5顯示了兩種典型的RS-485組網(wǎng)結構。
(a) 總線直連 ? ? ? ? ?(b) 通過RS-485集線器連接
圖5 典型的RS-485組網(wǎng)結構
RS232接口也是一種串行通信標準，適合點對點進行通訊，本質上它不適合用于組網(wǎng)。RS-232通常用于PC機連接外部設備（比如鼠標、打印機、調(diào)制解調(diào)器等），但是也有很多電氣設備通過RS-232與網(wǎng)關或上位主機連接起來。RS-232的傳輸距離較短，速率也低。圖6(a)顯示了一種通過RS-232將一臺串口掃描器連接到PC機，進而連接到網(wǎng)絡中的情形；圖6(b)顯示了通過一個RS-232-RS-485轉換器將RS-485網(wǎng)絡與上位機連接起來的情形。
(a) 串口掃描器 ? ? ? ? (b) 通過轉換器將RS-485總線連接到網(wǎng)絡
圖6 RS-232連接設備
USB是一種非常便利、廣泛支持的設備連接接口，在很多場景下，可以替代傳統(tǒng)的串行連接接口。目前越來越多的設備支持通過USB接口來連接主機，或者將RS-485或RS-232轉換成USB接口（如圖7）。
(a) RS-232轉換為USB ? ? ? ? ? ? ?(b) RS-485轉換為USB
圖7 RS-232或RS-485轉換為USB接口
WIFI技術了無線局域網(wǎng)組網(wǎng)技術（主要的標準是IEEE 802.11），廣泛應用于家庭、商業(yè)和工業(yè)場景中，成為最主流的聯(lián)網(wǎng)方式之一。WIFI模塊為建筑物內(nèi)組網(wǎng)提供了極大的便利，避免了物理布線和施工，同時WIFI網(wǎng)絡的范圍可以小到一個房間的范圍，也可以大到城鎮(zhèn)的級別，帶寬可從數(shù)十Mbps到數(shù)百Mbps。在范圍較小的空間，可以用一個無線路由器連接所有的聯(lián)網(wǎng)設備，如圖8(a)所示；若碰到墻壁導致信號較弱，或者范圍略大導致遠處的信號較弱，則可以加入信號放大器或者多個無線路由器級聯(lián)的方式來組網(wǎng)。在范圍較大的空間，比如跨樓層的辦公空間，則可以采用AC(Access Controller)+APs(Access Points)的方式來組建無線局域網(wǎng)，如圖8(b)所示，這些AP通過有線方式連接起來，從而空間上不受無線傳輸距離的影響，而用戶的無線連接可以在整個區(qū)域內(nèi)進行漫游。
(a) 無線路由器組建WIFI網(wǎng)絡 (b) AC+APs的方式來組建無線局域網(wǎng)圖8 WIFI網(wǎng)絡兩種結構
藍牙技術是一種短距離（通常小于10米）的無線通信技術，通常用于筆記本電腦、智能手機、車載系統(tǒng)、無線耳機，以及各種穿戴設備之間進行數(shù)據(jù)通信。藍牙技術的特點是：短距離、低功耗、低速率，適合在小范圍構建起個人區(qū)域網(wǎng)絡（PAN, Personal Area Network）。藍牙工作在全球通用的2.4GHz非授權頻段，使用IEEE 802.11協(xié)議。除了在個人穿戴和消費電子設備上廣泛使用以外，藍牙技術也被用于工業(yè)、醫(yī)療、汽車等領域，提供設備聯(lián)網(wǎng)和診斷的便利。然而，藍牙技術在發(fā)展過程中也碰到了很多問題，包括耗電、傳輸安全、連接繁瑣等，隨著藍牙技術發(fā)展到4.0版本（2012年），這些問題都已經(jīng)得到了極大改善，目前應用非常普及了。藍牙設備通常不能直接連接互聯(lián)網(wǎng)，但是可以借助于其他設備連接互聯(lián)網(wǎng)。譬如，手環(huán)、手表通過智能手機或平板電腦實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)（同時最多連7個），如圖9(a)；或者多個藍牙設備通過藍牙路由器連接互聯(lián)網(wǎng)，如圖9(b)。藍牙5.0支持藍牙Mesh，以網(wǎng)狀的結構形成一個自組織網(wǎng)絡，適合于在藍牙設備密集的場景中進行組網(wǎng)，比如利用室內(nèi)照明節(jié)點構建藍牙Mesh網(wǎng)絡，其他藍牙設備加入到該網(wǎng)絡中，如圖9(c)所示。
(a) 個人區(qū)域網(wǎng) ? ? ? ? ?(b) 通過藍牙路由器聯(lián)網(wǎng) ? ?(c) 藍牙Mesh圖9 藍牙組網(wǎng)結構
LPWAN(Low Power Wide Area Network, 低功耗廣域網(wǎng))，適合廣域范圍內(nèi)實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)終端連接互聯(lián)網(wǎng)，典型有兩種技術：NB-IoT窄帶傳輸技術、LoRa技術。
NB-IoT技術是一種利用移動基站進行通信的窄帶低功耗廣域網(wǎng)絡技術，它使用了授權的頻段，可直接部署于現(xiàn)有的移動通信網(wǎng)絡上，需要運營商提供服務和支持。NB-IoT針對低功耗的、廣域范圍的、傳輸數(shù)據(jù)量小且更新頻率也不高的物聯(lián)網(wǎng)設備，適合于像路燈、停車、共享單車、物流集裝箱、空氣監(jiān)測儀等各種戶外場景。圖10(a)顯示了典型的NB-IoT網(wǎng)絡結構。
LoRa技術是另一種與NB-IoT競爭的窄帶通信技術，它使用了非授權頻段。LoRa在組網(wǎng)的時候，不需要運營商的支持，終端設備通過LoRa網(wǎng)關與局域網(wǎng)或者互聯(lián)網(wǎng)連接。LoRa可以用于企業(yè)建立廣域的私有無線網(wǎng)絡，連接企業(yè)場景中的各種物聯(lián)網(wǎng)設備，設備與網(wǎng)關之間的距離可以達到2公里至10公里以上。圖10(b)顯示了LoRa網(wǎng)絡結構。
(a) NB-IoT網(wǎng)絡結構 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (b) LoRa網(wǎng)絡結構
圖10 兩種LPWAN網(wǎng)絡結構
zigbee技術是一種短距離（10米至近百米）的無線網(wǎng)絡技術，適合在室內(nèi)環(huán)境連接終端設備。Zigbee網(wǎng)絡的下層協(xié)議遵從IEEE 802.15.4標準，上層協(xié)議由Zigbee組織定義規(guī)范，實現(xiàn)了傳輸安全性，以及應用層對節(jié)點之間通信的需求。Zigbee組網(wǎng)成本低，通過一個協(xié)調(diào)器構建一個網(wǎng)絡，終端設備要么直接跟協(xié)調(diào)器通信，要么通過其他設備接力的方式，間接地通過協(xié)調(diào)器連接網(wǎng)絡。Zigbee模塊目前主要應用于工業(yè)自動化、樓宇自動化、倉儲與物流、智能家居等包含較多聯(lián)網(wǎng)設備的場景。圖11顯示了Zigbee的典型網(wǎng)絡結構，智能燈、溫度計、空氣檢測儀是Zigbee終端設備，有的設備通過Zigbee中繼器連接到網(wǎng)絡中，最終通過Zigbee協(xié)調(diào)器與互聯(lián)網(wǎng)連接。
圖11 Zigbee網(wǎng)絡結構
DALI(Digital Addressable Lighting Interface) 是智能照明領域的一個開放標準。DALI用于將照明設備連接起來，每條DALI總線可以連接64個照明或開關設備，長度可以達到300米。DALI標準定義了設備之間的通信語言：開、關、調(diào)節(jié)燈光等。DALI控制器作為網(wǎng)關，可以連接到RS-232、RS-485、以太網(wǎng)，或者直接連接到無線WIFI或移動通信網(wǎng)絡。圖12顯示了一個典型的DALI網(wǎng)絡結構。
圖12 DALI網(wǎng)絡結構
衛(wèi)星聯(lián)網(wǎng)通過衛(wèi)星來連接網(wǎng)絡是一種在特殊條件下比較便捷的方式，比如在飛機上、偏遠山區(qū)或者大海上。通訊衛(wèi)星通過地面站與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，衛(wèi)星手機或者地面接收站點通過衛(wèi)星天線連接通訊衛(wèi)星，進而連接互聯(lián)網(wǎng)的服務。除了數(shù)據(jù)通信，當前主流的戶外定位也通過衛(wèi)星來實現(xiàn)，譬如我們常用的GPS定位，以及北斗衛(wèi)星定位。
圖13 通過衛(wèi)星聯(lián)網(wǎng)
以上列舉的是一些主流的聯(lián)網(wǎng)方式，通過各種形式將設備連接到網(wǎng)絡中，通常連接到IP網(wǎng)絡，成為局域網(wǎng)或者互聯(lián)網(wǎng)的一部分。我們可以看到，網(wǎng)關是一個關鍵設備，它們可以將獨立組織的物聯(lián)網(wǎng)絡與互聯(lián)網(wǎng)連接起來。市場上有一種專門的智能網(wǎng)關設備（也稱為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關），它們能夠適應大多數(shù)常見的物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)方式，將不同連接方式的物聯(lián)網(wǎng)設備組織成一個網(wǎng)絡。圖14是一個典型的智能網(wǎng)關設備，它可以將RS-485、以太網(wǎng)、WIFI、Zigbee等子網(wǎng)絡連接起來。
圖14 智能網(wǎng)關示意圖
在有些情形下，PC機（尤其是工控PC機）也可以擔當網(wǎng)關的角色，通常支持以太網(wǎng)、RS-232、USB接口，通過RS-232或USB轉接RS-485接口，從而也可連接RS-485總線網(wǎng)（如圖6(b)所示）。
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