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纯净的硅(中级)

破解物联网落地困境-阿里云硬件接入最佳实践

        阿里云IoT事业部总经理库伟曾提到物联网实施过程中的困境。比如在设备厂家层面:智能设备连接不稳定,网络安全差;在ISV层面:标准不统一,集成各厂商的智能设备成本高,时间长,数据打通困难;在用户层面:与产品捆绑紧密,提供的服务割裂,导致用户体验不佳。

 库总是从整个物联网全网链路来看物联网实施困境的,而我的着眼点仅是其中一个环节,就是硬件接入层这个环节,由于涉及到软硬结合,对不少人来时是一个难点。此外我们基于设备接入这层,也归纳出如下三条物联网落地难点:

(1)   需要接入的传感器及智能仪表种类繁多,物理通信链路多样,通信协议也各有不同

(2)   施工现场条件各异,有线和无线部署差异大,设备安装、调试难

(3)   设备安装量大,又缺少专门的维护队伍,长期稳定性、可靠性难保证

在这里我先讲讲物联网硬件层需要接入的一些传感器、设备、通信链路及通信协议,向不太了解硬件的网友扫扫盲,然后再介绍一下我们的方案是如何实现“一分钟设备快速接入网关,一分钟网关快速上云”的。

1 物联网领域常见智能硬件

1.1      传感器

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如图所列仅是众多传感器中的沧海一粟。并且同样是温湿度传感器,接口可以是多种多样,比如可以I2C接口,也可以是单总线,还可以是RS232或RS485。接口不同,协议也各异。

1.2      智能设备

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     同样和传感器一样,上图所列的智能设备也是众多智能设备中的九牛一毛。并且比如智能水表,接口也依然多种多样,比如是Mbus或RS485接口,协议有可能是Modbus或118协议。

1.3      控制设备/智能网关

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     控制设备和智能网关虽然没有传感器和智能仪表那么海量,但还是非常众多,其通信接口,编程语言,操作系统等等都有所差异。

 

2             物联网领域常见通信类型

2.1有线通信

l  RS485:两线制,差分信号传输,半双工通信,最大通信距离千米以上。

l  RS232:三线制,全双工通信,一般通信距离小于 10 米。

l  以太网:4 线或 8 线,多主通信,高性能。普通网线通信距离 100 米以内。

l  CAN:两线制,多主通信,高性能,高可靠性,每次最多传输 8 个字节的数据。通信距离千米以上。

l  M-Bus:两线制,半双工,专为远程抄表系统专门设计的总线,传送速度为 300 至 9600 Baud。

l  单总线:单线制,主设备口可以直接驱动200米范围的从设备,传输速率一般为16.3Kbit/s,最大可达142 Kbit/s。

l  电力载波:利用现有电力线,通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。

 

2.2无线通信

l  Wifi:2.4G/5G射频频段,民用最常用无线通信方式,通信距离100米内。

l  蓝牙:2.4G短距离无线通信,常见的通信距离为10米左右。

l  Zigbee:低功耗无线通信协议,低功率一般传输距离 100 米以内,高功率的 1000 米左右。

l  LoRa:基于扩频技术的超远距离无线传输方案。低功耗,多节点。通信距离 1千米~8千米。

l  GPRS:通用分组无线服务技术,广域网通信。

l  NB-IoT:IoT 领域一个新兴的技术,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,亦称低功耗广域网(LPWA)。

l  433M/470M无线通信:小功率经济型无线数传通信,通信距离一般1000米左右。

l  数字无线电台:借助DSP技术和无线电技术实现的高性能专业数据传输电台,免申请频段为2.4G,通信波特率为9600~19200Bps,根据功率不同,一般通信距离1千米~15千米

2.3芯片级通信

l  TTL串口:三线制,和RS232或RS485一样,都属于串行通信,只是为TTL电平,大部分是芯片对芯片,近距离通信。

l  SPI:四线制,高速全双工,同步的通信总线。

l  I2C:两线制,由Philips公司开发的一种简单、双向同步串行总线。

l  SDIO:主要为SD卡模块定义的外设接口,有些wifi模块也采用了SDIO接口和MCU通信。

2.4其他通信方式

l  模拟量信号输入:0~20mA/0~5V/0~20V

l  开关量信号输入:0~24V

l  继电器信号输出: 通断,干接点

此帖出自无线连接论坛

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