物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議V1匯編資料

1、2015/05 物聯(lián)網(wǎng)(lin wn)協(xié)議共二十三頁(yè)2前言 傳輸協(xié)議(xiy)分類目錄(ml)共二十三頁(yè)前言(qin yn)物聯(lián)網(wǎng)(lin wn)簡(jiǎn)介 “物聯(lián)網(wǎng)概念”是在“互聯(lián)網(wǎng)概念”的基礎(chǔ)上，將其用戶端延伸和擴(kuò)展到任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信的一種網(wǎng)絡(luò)概念。 定義：通過(guò)射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)概念。 多種協(xié)議并存問(wèn)題存在許多無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議Zigbee, Wave,Xmesh,SmartMesh/TSMP等。 在不同的協(xié)議層(P

2、HY、MAC、L3)大多數(shù)芯片供應(yīng)商只與自己的標(biāo)準(zhǔn)兼容，缺乏互操作性。 很多簡(jiǎn)單RF芯片無(wú)MAC協(xié)議。 缺乏互操作性的解決方案，如不同的體系結(jié)構(gòu) 、不同的協(xié)議棧 、不能互聯(lián)互通等。 共二十三頁(yè)前言(qin yn)物聯(lián)網(wǎng)(lin wn)需要傳輸協(xié)議 物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，需要統(tǒng)一的協(xié)議基礎(chǔ)，就像是互聯(lián)網(wǎng)需要TCP/IP一樣。在核心層面，由于物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，同樣基于TCP/IP；但在接入層面，協(xié)議類別就變得五花八門(mén)，RFID、ZigBee、藍(lán)牙、GPRS、Wi-Fi、3G、4G、有線等多種通道，協(xié)議多得數(shù)不清。 物聯(lián)網(wǎng)需要IP地址 物聯(lián)網(wǎng)需要地址，每個(gè)物品都需要在物聯(lián)網(wǎng)中被尋址，就需要一個(gè)地址。

3、在IPv4資源即將耗盡的背景下，物聯(lián)網(wǎng)需要更多的IP地址，那就需要IPv6來(lái)支撐。由于IPv4網(wǎng)絡(luò)的龐大規(guī)模導(dǎo)致IPv4向IPv6過(guò)渡必定存在一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，共二十三頁(yè)傳輸協(xié)議(xiy)分類物聯(lián)網(wǎng)(lin wn)物+傳感物+傳感互聯(lián)網(wǎng)無(wú)線有線接入RFID、ZigBee、藍(lán)牙內(nèi)網(wǎng)協(xié)議IPv6 IPv4Wi-Fi、2G、 3G、LTE外網(wǎng)協(xié)議共二十三頁(yè)傳輸協(xié)議(xiy)分類協(xié)議(xiy)詳解一、內(nèi)網(wǎng)協(xié)議1、RFID ISO/IEC認(rèn)為RFID是自動(dòng)身份識(shí)別和數(shù)據(jù)采集的一種很好手段，制定RFID標(biāo)準(zhǔn)不僅要考慮物流供應(yīng)鏈領(lǐng)域的單品標(biāo)識(shí)，還要考慮電子票證、物品防偽、動(dòng)物管理、食品與醫(yī)藥管理、固定資產(chǎn)管理

4、等應(yīng)用領(lǐng)域?；谶@種認(rèn)識(shí)，ISO/IEC聯(lián)合技術(shù)委員會(huì)JTC委托SC31子委員會(huì)，負(fù)責(zé)所有RFID通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，也即對(duì)所有RFID應(yīng)用領(lǐng)域的共同屬性進(jìn)行規(guī)范化；委托各專業(yè)委員會(huì)負(fù)責(zé)應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定，如ISOTC104 SC4負(fù)責(zé)制定集裝箱系列RFID標(biāo)準(zhǔn)的制定，ISOTC 23 SC19負(fù)責(zé)制定動(dòng)物管理系列RFID標(biāo)準(zhǔn)，ISOTC122和ISO TC104組成的聯(lián)合工作組制定物流與供應(yīng)鏈系列應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)1。 所有標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，可以由技術(shù)委員會(huì)委托某些專家起草標(biāo)準(zhǔn)草案，也可以由企業(yè)或者專家直接提交標(biāo)準(zhǔn)草案，然后按照ISO標(biāo)準(zhǔn)化組織制定標(biāo)準(zhǔn)的程序進(jìn)行審核、修改直至最后批準(zhǔn)執(zhí)行。共二十三頁(yè)

5、傳輸協(xié)議(xiy)分類協(xié)議(xiy)詳解一、內(nèi)網(wǎng)協(xié)議1、RFID中國(guó)的RFID標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程： 致力于開(kāi)發(fā)自己的編碼系統(tǒng)：國(guó)家產(chǎn)品代碼（National Product Code, NPC） 基于國(guó)家代碼提出了D-NPC RFID標(biāo)準(zhǔn) 中國(guó)已將RFID技術(shù)應(yīng)用于鐵路車號(hào)識(shí)別、身份證和票證管理、動(dòng)物識(shí)別、特種設(shè)備與危險(xiǎn)品管理、公共交通以及身纏過(guò)程管理等多個(gè)領(lǐng)域中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化管理部門(mén)（Standardization Administration of China, SAC）正著手建立RFID標(biāo)準(zhǔn)參照ISO/IEC18000系列標(biāo)準(zhǔn)制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)于2007/4/20制定800/900MHz頻段RFID技術(shù)應(yīng)用

6、試行之相關(guān)規(guī)定 中國(guó)還未掌握RFID核心芯片技術(shù)，國(guó)內(nèi)集成電路芯片和嵌入式軟件的開(kāi)發(fā)將是下一步國(guó)家扶持的重點(diǎn)。目前中國(guó)面臨的比核心技術(shù)更重要的問(wèn)題在于沒(méi)有掌握技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。共二十三頁(yè)傳輸協(xié)議(xiy)分類 通訊網(wǎng)絡(luò)大賣(mài)場(chǎng)商店物流產(chǎn)品生產(chǎn)包裝移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)專賣(mài)店、經(jīng)銷商工商、技監(jiān)人員打假辦、防偽辦標(biāo)簽廠商RFID標(biāo)簽電話網(wǎng)絡(luò)因特網(wǎng)消費(fèi)者數(shù)據(jù)中心專用終端RFID讀寫(xiě)器倉(cāng)庫(kù)餐飲酒店局域網(wǎng)廣域網(wǎng)銷售、生產(chǎn)、市場(chǎng)等管理人員RFID應(yīng)用(yngyng)：商品防偽共二十三頁(yè)傳輸協(xié)議(xiy)分類 ZigBee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議。根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(u j bio zhn)規(guī)定，ZigBee

7、技術(shù)是一種短距離、低功耗的無(wú)線通信技術(shù)。ZigBee是一種低速短距離傳輸?shù)臒o(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。ZigBee協(xié)議從下到上分別為物理層(PHY)、媒體訪問(wèn)控制層(MAC)、傳輸層(TL)、網(wǎng)絡(luò)層(NWK)、應(yīng)用層(APL)等。其中物理層和媒體訪問(wèn)控制層遵循IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。協(xié)議詳解一、內(nèi)網(wǎng)協(xié)議2、ZigBee共二十三頁(yè)傳輸(chun sh)協(xié)議分類ZigBee的特點(diǎn)： 低功耗 低成本 低速率 近距離 短時(shí)延 高容量 高安全 免頻段(pn dun)執(zhí)照協(xié)議詳解一、內(nèi)網(wǎng)協(xié)議2、ZigBee圖2 ZigBee協(xié)議棧共二十三頁(yè)傳輸(chun sh)協(xié)議分類 ZigBee的目標(biāo)(mbio)定位

8、于現(xiàn)存的系統(tǒng)還不能滿足其需求的特定的市場(chǎng)（低功耗），它有著廣闊的應(yīng)用前景。 ZigBee聯(lián)盟預(yù)言在未來(lái)的四到五年，每個(gè)家庭將擁有50個(gè)ZigBee器件，最后將達(dá)到每個(gè)家庭150個(gè)。其應(yīng)用領(lǐng)域主要包括： 家庭和樓宇網(wǎng)絡(luò)：空調(diào)系統(tǒng)的溫度控制、照明的自動(dòng)控制、窗簾的自動(dòng)控制、煤氣計(jì)量控制、家用電器的遠(yuǎn)程控制等； 工業(yè)控制：各種監(jiān)控器、傳感器的自動(dòng)化控制； 商業(yè)：智慧型標(biāo)簽等； 公共場(chǎng)所：煙霧探測(cè)器等； 農(nóng)業(yè)控制：收集各種土壤信息和氣候信息； 醫(yī)療：老人與行動(dòng)不便者的緊急呼叫器和醫(yī)療傳感器等。協(xié)議詳解一、內(nèi)網(wǎng)協(xié)議2、ZigBee共二十三頁(yè)傳輸協(xié)議(xiy)分類 結(jié)合(jih)Zigbee和GPRS的無(wú)

9、線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)圖3共二十三頁(yè)傳輸(chun sh)協(xié)議分類 藍(lán)牙，是一種支持設(shè)備短距離通信（一般10m內(nèi)）的無(wú)線電技術(shù)。能在包括(boku)移動(dòng)電話、PDA、無(wú)線耳機(jī)、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無(wú)線信息交換。利用“藍(lán)牙”技術(shù)，能夠有效地簡(jiǎn)化移動(dòng)通信終端設(shè)備之間的通信，也能夠成功地簡(jiǎn)化設(shè)備與因特網(wǎng)Internet之間的通信，從而數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效，為無(wú)線通信拓寬道路。藍(lán)牙采用分散式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及快跳頻和短包技術(shù)，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)及點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信，工作在全球通用的2.4GHz ISM（即工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué)）頻段。采用時(shí)分雙工傳輸方案實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸。 藍(lán)牙的創(chuàng)始人是瑞典愛(ài)立信公司，愛(ài)立信早在1

10、994年就已進(jìn)行研發(fā)。1997年，愛(ài)立信與其他設(shè)備生產(chǎn)商聯(lián)系，并激發(fā)了他們對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的濃厚興趣。 1998年2月，5個(gè)跨國(guó)大公司，包括愛(ài)立信、諾基亞、IBM、東芝及Intel組成了一個(gè)特殊興趣小組（SIG），他們共同的目標(biāo)是建立一個(gè)全球性的小范圍無(wú)線通信技術(shù)，即現(xiàn)在的藍(lán)牙。協(xié)議詳解一、內(nèi)網(wǎng)協(xié)議3、藍(lán)牙共二十三頁(yè)傳輸協(xié)議(xiy)分類協(xié)議(xiy)詳解二、內(nèi)網(wǎng)協(xié)議對(duì)比分析協(xié)議子協(xié)議速率工作頻段 距離主要應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)RFIDRFIDUHF100kbps頻段較多1-5米物流、軍事、防偽等多種行業(yè)成本低、無(wú)功耗無(wú)處理能力，單向802.15802.15.1(藍(lán)牙)1-3Mbps2.4GHz10m 移動(dòng)電

11、子商務(wù)、數(shù)字電子設(shè)備、工業(yè)控制、智能化建筑、家庭及辦公自動(dòng)化功耗低、成本低、方便使用距離短、速度慢；以移動(dòng)電話為中心，每網(wǎng)最多八個(gè)節(jié)點(diǎn)802.15.3（WiMedia）55Mbit/s2.4GHz10m電子數(shù)碼產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)高速率、瞄準(zhǔn)的是消費(fèi)類器件距離短802.15.4（ZigBee）250kbit/s2.4GHz100m家庭、樓宇自動(dòng)化以及監(jiān)控類應(yīng)用可靠、低功耗（長(zhǎng)電池壽命）、低成本和低速率距離短、速度最慢，安全性規(guī)范不完善表4 內(nèi)網(wǎng)協(xié)議對(duì)比分析共二十三頁(yè)傳輸協(xié)議(xiy)分類 Wi-Fi，是Wireless Fidelity的縮寫(xiě)。它與藍(lán)牙技術(shù)一樣，同屬于(shy)在辦公室和家庭中使用的短距離

12、無(wú)線技術(shù)。Wi-Fi代表著無(wú)線保真，指802.11標(biāo)準(zhǔn)的IEEE802.11b子集。Wi-Fi支持高達(dá)11Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸率，是迄今為止最常用的標(biāo)準(zhǔn)。 其主要特性為：速度快，可靠性高，在開(kāi)放性區(qū)域，通訊距離可達(dá)305米，在封閉性區(qū)域，通訊距離為76米到122米，方便與現(xiàn)有的有線以太網(wǎng)絡(luò)整合，組網(wǎng)的成本更低。 與藍(lán)牙對(duì)比： 相同點(diǎn)：同屬于在辦公室和家庭中使用的短距離無(wú)線技術(shù)；均可實(shí)現(xiàn)一對(duì)一互聯(lián)（ Wi-Fi Direct設(shè)備支持） 不同點(diǎn)：雖然在數(shù)據(jù)安全性方面，該技術(shù)比藍(lán)牙技術(shù)要差一些，但是在電波的覆蓋范圍方面則要略勝一籌；藍(lán)牙主要面向以手機(jī)為中心的應(yīng)用，而Wi-Fi則側(cè)重組建無(wú)線局域網(wǎng)。 協(xié)

13、議詳解三、外網(wǎng)協(xié)議1、Wi-Fi1.1 通信方式共二十三頁(yè)傳輸協(xié)議(xiy)分類（1）優(yōu)勢(shì)特點(diǎn) 其一，無(wú)線電波的覆蓋范圍廣，Wi-Fi的半徑則可達(dá)300英尺左右約合100米。 其二，雖然由Wi-Fi技術(shù)傳輸?shù)臒o(wú)線通信質(zhì)量不是很好，數(shù)據(jù)安全性能比藍(lán)牙差一些，傳輸質(zhì)量也有待改進(jìn)，但傳輸速度非?？?，符合個(gè)人和社會(huì)信息化的需求(xqi)。 其三，廠商進(jìn)入該領(lǐng)域的門(mén)檻比較低。廠商只要在機(jī)場(chǎng)、車站、咖啡店、圖書(shū)館等人員較密集的地方設(shè)置“熱點(diǎn)”，并通過(guò)高速線路將因特網(wǎng)接入上述場(chǎng)所。 根據(jù)無(wú)線網(wǎng)卡使用的標(biāo)準(zhǔn)不同，WIFI的速度也有所不同。其中IEEE802.11b最高為11Mbps（部分廠商在設(shè)備配套的情況下

14、可以達(dá)到22Mbps），IEEE802.11a為54Mbps、IEEE802.11g也是54Mbps。協(xié)議詳解三、外網(wǎng)協(xié)議1、Wi-Fi1.2 分析共二十三頁(yè)傳輸(chun sh)協(xié)議分類協(xié)議(xiy)詳解三、外網(wǎng)協(xié)議1、Wi-Fi協(xié)議子協(xié)議時(shí)間速率工作頻段 距離優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)802.11(Wi-Fi聯(lián)盟)802.1119972Mbps2.4GHz ？第一個(gè)無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)速率和傳輸距離均有限802.11a199954Mbps5GHz45m具有較高的網(wǎng)絡(luò)速率；信號(hào)不易被干擾成本較高；信號(hào)容易被障礙物阻隔802.11b199911Mbps2.4GHz100m成本低；信號(hào)輻射較好，不容易被阻隔帶寬速率較低

15、；信號(hào)容易受到干擾802.11g200354Mbps2.4GHz100m較高的網(wǎng)絡(luò)速率；信號(hào)質(zhì)量好，不容易被阻隔成本比802.11b高；電器設(shè)備可能會(huì)影響到2.4GHz頻段信號(hào)802.11n2009300Mbps2.4GHz300m具有最快的網(wǎng)絡(luò)速率和最廣的信號(hào)覆蓋范圍；信號(hào)干擾影響較小成本較高；使用多個(gè)信號(hào)，容易干擾附件的802.11b/g網(wǎng)絡(luò)表5 Wi-Fi各子協(xié)議分析共二十三頁(yè)傳輸(chun sh)協(xié)議分類 2G，是第二代手機(jī)通信技術(shù)規(guī)格的簡(jiǎn)稱，一般定義為無(wú)法(wf)直接傳送如電子郵件、軟件等信息；只具有通話、和一些如時(shí)間日期等傳送的手機(jī)通信技術(shù)規(guī)格。不過(guò)手機(jī)短信SMS（Short me

16、ssage service）在2G的某些規(guī)格中能夠被執(zhí)行。2G在美國(guó)通常稱為PCS（Personal Communications Service）。 2G技術(shù)基本可被切為兩種，一種是基于TDMA所發(fā)展出來(lái)的以GSM為代表，另一種則是CDMA規(guī)格，復(fù)用Multiplexing形式的一種。協(xié)議詳解三、外網(wǎng)協(xié)議2、2G在世界范圍內(nèi)，2G主要包含5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：GSM： 基于TDMA技術(shù)建立，起源于歐洲，是全球使用范圍最廣的網(wǎng)絡(luò)；iDEN： 基于TDMA技術(shù)建立，目前主要有兩個(gè)iDEN網(wǎng)絡(luò)，分別由美國(guó)的Nextel運(yùn)營(yíng)以及加拿大的Telus Mobility運(yùn)營(yíng)。IS-136：基于TDMA技術(shù)建立，也就是

17、通常所說(shuō)的D-AMPS網(wǎng)絡(luò)，在美國(guó)有運(yùn)營(yíng)商建網(wǎng)。IS-95： 基于CDMA技術(shù)建立，也就是通常所說(shuō)的CDMA ONE網(wǎng)絡(luò)，主要在美國(guó)以及亞洲部分國(guó)家或地區(qū)使用。PDC： 基于TDMA技術(shù)建立，僅在日本地區(qū)使用。共二十三頁(yè)傳輸協(xié)議(xiy)分類 通用分組無(wú)線服務(wù)技術(shù)（General Packet Radio Service)的簡(jiǎn)稱，它是GSM移動(dòng)電話用戶可用的一種移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。GPRS可說(shuō)是GSM的延續(xù)。GPRS和以往連續(xù)在頻道傳輸?shù)姆绞讲煌且苑獍≒acket）式來(lái)傳輸，因此使用者所負(fù)擔(dān)的費(fèi)用是以其傳輸資料單位計(jì)算，并非使用其整個(gè)頻道，理論上較為便宜。GPRS的傳輸速率可提升至56甚至11

18、4Kbps。 2.5G是一種處于2G到3G的過(guò)渡階段的通信技術(shù)，“2.5G”并不像“2G”、“3G”那樣屬于官方定義，只是一種為了細(xì)分2G通信技術(shù)的一種非官方的說(shuō)法(shuf)。通常我們所說(shuō)的2.5G就是指GSM網(wǎng)絡(luò)下的GPRS、EDGE技術(shù)以及CDMA網(wǎng)絡(luò)下的CDMA2000 1x-RTT標(biāo)準(zhǔn)。（CDMA2000實(shí)際上有兩個(gè)發(fā)展階段，前一階段為2G的1x-RTT標(biāo)準(zhǔn)，后一階段為3G的EV-DO標(biāo)準(zhǔn)）。 GPRS三大優(yōu)點(diǎn)： 高速數(shù)據(jù)傳輸 永遠(yuǎn)在線 僅按數(shù)據(jù)流量收費(fèi)協(xié)議詳解三、外網(wǎng)協(xié)議3、2.5G（GPRS）共二十三頁(yè)傳輸協(xié)議(xiy)分類 第三代移動(dòng)通信技術(shù)（3rd-generation，3G），是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動(dòng)通訊技術(shù)。3G服務(wù)能夠同時(shí)傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，速率一般在幾百kbps以上。目前(mqin)3G存在四種標(biāo)準(zhǔn)：CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA，WiMAX。協(xié)議詳