浅析常见的物联网通信方式

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发布时间 2021-10-18 06:20:27

  RS485:多台控制器,通过RS485通讯总线(必须用双绞线,或者网线的其中一组),将控制器通过手牵手串联的方式,一根总线转换器(集线器)上,再接到计算机串口上,实现一台计算机(软件)多台控制器的管理和通讯。

  RS232:全名是“数据终端设备(DTE)和数据通讯设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口标准”,该标准规定采用一个25脚的DB-25连接器,对连接器的每个引脚的信号内容加以规定,还对各种信号的电平加以规定。后来IBM的PC机将RS232简化成DB-9连接器,从而成为事实标准。

  TCP/IP:是当前计算机网络通用性标准协议,具备传输速度快、国际标准、兼容性好等特点。控制器的接入方式和局域网HUB(交换机)和计算机网卡的接入方式一样。

  PROFIBUS-DP:是基于RS485通讯接口的一个协议,主要用于现场层的高速数据传送。主站周期地读取从站发送输出信息,总站循环时间必须要比主站(PLC)程序循环时间短,除周期性用户数据传输外,它还可以提供智能设备所需的非周期性通信已进行组态、诊断和报警。

  RS485:RS-485总线Kbps的情况下,其通信距离可以达到1200米。但是这个是在理想状态下测定的,RS-485通信距离还受总线负载情况,外部干扰情况以及线材的优劣是相关因素。通信距离与通信线材线径粗细优劣,负载数量以及通信速率成反比,当通信速率越高,负载数量越多以及通信线总线的通信距离就越短。如果需要延长RS-485总线通信距离,可以通过增加485中继器或者通过相应的设备转换为网络线路(利用串口服务器的串口转网络功能)或者光纤线路(利用光纤Modem的串口转光纤功能)进行远距离传输。

  RS232:传输距离有限,最大传输距离标准值为50米,实际上也只能用在15米左右,经过多年来RS232器件以及通信技术的改进,它的通信距离已经大大增加。

  TCP/IP:在小型局域网内,可以通过HUB的级联延长通讯距离,每一级的通讯距离达100米,可以级联多级,而且在大型局域网可以通过光纤、无线等多种方式延长到很远甚至多少公里,甚至跨城市,也可以通过互联网是千公里的连网也可以。

  RS485:在485总线总线个,但是最新的芯片负载能力可以达到128单位,最高可以达到400单位。所以一个485网络中的485设备数量并不一定是限制在32单位之内,其网络的最大数量是由标识485设备的地址占用的字节长度有关,而485网络的单条485总线的芯片相关,但是可以通过485集线总线网络的负载数量。建议在一条485总线总线上的设备一旦出现问题(如短路),就有可能会导致整个485线路上的所有设备都不能正常工作,将单条总线上的设备数量减少,可以有效的降低故障率,比如假定设备无差错的概率为99.9%,当总线个设备的时候,其无差错的概率为99.9%的128次方,其整条总线集线器将其分割为四路单独的485总线次方,其单条总线总线进行分割,可以有效的增强485总线:只允许一对一通信。

  RS485:通信速度快,数据最高传输速率为10Mbps以上。由于太高的速率会使RS485传输距离减小,所以往往为9600bps左右或以下。

  TCP/IP:通讯速度快,是RS485、RS232控制器的十倍,甚至数十倍。每秒上传权限或者下载记录达100多条,甚至是数百条。

  PROFIBUS-DP:在一个有着32个站点的分布系统中,它对所有站点传送512bit/S输入和512bit/S输出,在12Mbit/s时只需一毫秒。

  RS485:RS485有两线制和四线制两种接线,四线制只能实现点对点的通信方式,现很少采用,现在多采用的是两线制接线方式,这种接线方式为总线式拓朴结构在同一总线通信网络中一般采用的是主从通信方式,即一个主机带多个从机。很多情况下,连接RS-485通信链路时只是简单地用一对双绞线将各个接口的“A”、“B”端连接起来。

  RS232:采用的是不平衡传输方式,即所谓单端通讯,接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式其发送电平与接收电平的差只有2~3V,所以共模抑制能力较差,容易受到共地噪声和外部干扰的影响。

  PROFIBUS-DP:点对点(用户数据传送)或广播(控制指令),循环主-从用户数据传送和非循环主-从数据传送。

  RS485:成本比较低廉,单独组网,不会受到其他设备的公用网络的干扰,用于多点互连时非常方便,可以省掉许多信号线:应用范围广泛、价格便宜、编程容易。

  TCP/IP:采用国际标准的通讯协议,先进性和性能都比较好,组网数量无限制,组网方位广,可以跨地区,甚至跨国界,通讯速度快。

  RS485:组网数量有限,一般在1000台以内,设备越多网络越复杂,收到干扰越大。组网范围有限,一般只能在几百米范围以内;通讯速度比较慢,数据量大时,上传权限,下载记录等操作速度比较慢。

  RS232:接口的信号电平值较高,易损坏接口电路的芯片,又因为与TTL电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接;传输速率较低,在异步传输时,波特率为20Kbps;接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式,这种共地传输容易产生共模干扰,所以抗噪声干扰性弱;传输距离有限,最大传输距离标准值为50英尺,实际上也只能用在50米左右。

  TCP/IP:对施工人员的网络知识和计算机水平的要求更高,通讯的稳定性对网络本身的稳定性依赖大;成本高于RS485控制器。

  早期的物联网连接是两个或多个设备之间在近距离内的数据传输,解决物物相连,大多采用有线方式,后考虑设备的位置可随意移动的方便性,后期更多的使用无线方式。

  但随着科技进步与发展,社会逐步进入互联网+时代,各类传感器采集数据越来越丰富,传统物联网连接方式不一定合适或满足现阶段物联网连接的多样性,不过根据终端类型的不同,也还有其它种方法可以连接,下面就详细扒一扒几种常见有线无线通信技术。

  无线通信,是指利用电磁波信号在空间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无线连接,wifi连接,蓝牙连接,还有一些倍感神秘的方式,如可见光通信和量子通信等等方式。一般来讲,有线连接可靠性更高,稳定性也更强,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,但是容易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,因此可靠性不如有线连。

  短距离通信和长距离通信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,如果考虑成本,功耗,效率等因素的话,数据传输到更远的距离以及传输更多的数据就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。浅谈连接到物联网的几种常见有线无线通信技术。

  二、串口通信技术串口(Serialport)也称串行通信接口(通常指COM接口),是一种非常通用的用于设备之间通信接口,也广泛用于设备与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。

  优点串口通信的最大优点就是普及率高,至今还是PC电脑的标配。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。串口的通信速度和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。

  三、Wi-Fi(Wireless-Fidelity)Wi-Fi俗称无线宽带,是一种无线局域网通信技术。所谓Wi-Fi,是由一个名为“无线以太网相容联盟”的组织所发布的业界术语,中文译为“无线保真”。它是一种短程无线传输技术,能够在数百英尺范围内支持互联网接入的无线电信号。

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