北京治疗白癜风医院哪个最好 https://wapyyk.39.net/bj/zhuanke/89ac7.html万物互联的大趋势之下,进入物联网开发行业就仿佛掌握着通往未来的黑科技。然而其间交织着无数行业知识,很多解读让人直呼“WHAT???”,真真切切剪不断理还乱……
合宙Luat系列文章,将针对行业相关知识抽丝剥茧,以通俗易懂的语言,解决你的小困惑。
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浅谈蜂窝物联网
1.1蜂窝物联基本概念
我们在上一篇文章中讲到,物联网通信分为短距离和广域网两种通信方式:
短距离通信是指没有运营商基站的通信方式,蓝牙、Wi-Fi都属于短距离通信方式;广域网通信是指需要通过运营商的基站进行通信的方式,包括2G、3G、4G、NB-IoT、5G等方式。
蜂窝物联网——就是基于广域网通信的物联网。因为运营商的基站,呈现蜂窝状的分布,所以广域网通信也称为蜂窝通信。
1.2蜂窝物联网发展历程
自从GPRS通信技术在90年代诞生之后,蜂窝物联网就存在了。只不过当年大家更愿意称之为M2M通信,而不是物联网。
当年的GPRS模组价格相当的贵,一个模组最贵的时候,要超过元RMB。
蜂窝模组的发展,可以参考下这篇文章:《GPRS模块为什么会低至十几元?我所经历的物联网模块国产化过程》
1.3网络制式
2G、3G、4G、5G、NB-IoT都是不同的通信方式,其中4G又有了Cat.1的分支。
这些制式中,2G和3G即将退出,5G火候未到,估计还得三五年甚至七八年才能大规模应用。当前,比较普及和大规模应用的,就是Cat.1和NB-IoT两种方式了。
在年,Cat.1是即将一统蜂窝物联网江山的通信方式。
1.4蜂窝物联网组成
物联网由感知层、网络层、平台层和应用层四部分构成。通过了解物联网的层级架构,我们可以详细了解蜂窝物联网的组成。
物物相连是基于感知层收集到的、网络层传输的、平台层挖掘利用的信息,然后再把特定信息反馈给基层物体完成指定命令以此实现智能化。
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解读物联网的四个层级
一、感知层
感知层是物联网整体架构的基础,是物理世界和信息世界融合的重要一环。在感知层,我们可以通过传感器感知物体本身以及周围的信息,让物体也具备了“开口说话,发布信息”的能力,比如声音传感器、压力传感器、光强传感器等。感知层负责为物联网采集和获取信息。
二、网络层
感知到的信息如何传递出去呢?这就要提到网络层了,用于联网的数据传输通道,如GSM、NB-IoT、LTE、LoRa、BLE、Wi-Fi等。网络层在整个物联网架构中起到承上启下的作用,它负责向上层传输感知信息和向下层传输命令。网络层把感知层采集而来的信息传输给物联云平台,也负责把物联云平台下达的指令传输给应用层,具有纽带作用。
三、平台层
平台层是物联网整体架构的核心,它主要解决数据如何存储、如何检索、如何使用以及数据安全与隐私保护等问题。平台管理层负责把感知层收集到的信息通过大数据、云计算等技术进行有效地整合和利用,为我们应用到具体领域提供科学有效的指导。
四、应用层
物联网最终是要应用到各个行业中去,物体传输的信息在物联云平台处理后,我们会把挖掘出来的有价值的信息应用到实际生活和工作中,比如智慧物流、智慧医疗、食品安全、智慧园区等。物联网应用现阶段正处在快速增长期,随着技术的突破和需求的增加,物联网应用的领域会越来越多。
1.5蜂窝物联网典型应用
典型的例子特别简单,一个是共享单车,一个共享充电宝。
另外,公交车安装一个通信模块,上报自己的位置,在车站的站台上显示各个公交车到哪个站了,也是一个有意思的应用。
这些应用都需要服务器,手机APP、通信模块以及终端的采集或者控制单元。
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物联网通信为什么需要模块?
通信模块作为当代信息产业的结晶体,伴随着物联网的兴起形成了一个庞大的产业。接下来,让我们一起了解通信模块。2.1模块的基本概念
遇事不决,先查百度。上面关于模块的定义是这样的:
模块,又称构件,是能够单独命名并独立地完成一定功能的程序语句的集合(即程序代码和数据结构的集合体)。
它具有两个基本的特征:外部特征和内部特征。
外部特征是指模块跟外部环境联系的接口(即其他模块或程序调用该模块的方式,包括有输入输出参数、引用的全局变量)和模块的功能;内部特征是指模块的内部环境具有的特点(即该模块的局部数据和程序代码)。
听起来是不是一头雾水,下面我用白话文翻译一下:
模块本质就是一个独立出来的一小块电路或者软件,能出色的完成特定的功能。模块跟外部通过接口相连(接口分为硬件和软件两部分),并通过接口进行通信。
对于一个通信模块而言,首要的特征是能与外部云服务器进行数据通信,通过内部的运算部件,一般包含运算、发射、接收等功能。
极简化通信模块模型
没错,上图就是一个极简化通信模块模型。作为通信模块肯定要消耗一定的电能,所以要有PowrInput;模块需要与外部进行信息交换,这往往是通过各种各样的总线来完成的,SignalBus也就是与外部通信的接口,后面我们还会再详细的讲解各种常见的总线。
2.2模块的基本硬件组成部分
下面我们以上海合宙通信科技有限公司出品的一款网红Cat.1物联网模块AirUG为例,来看一下模块的基本组成部分。
AirUG功能框图如下(