物联网协议

所有标准的制定工作，可以由技术委员会委托某些专家起草标准草案，也可以由企业 或者专家直接提交标准草案，然后按照ISO标准化组织制定标准的程序进行审核、修改直 至最后批准执行。
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协议详解 一、内网协议
1、RFID 中国还未掌握RFID核心芯片技术，国内集成电路芯片和嵌入式软件的开发将是下一步国家扶 持的重点。目前中国面临的比核心技术更重要的问题在于没有掌握技术标准。
在世界范围内，2G主要包含5个标准： GSM： 基于TDMA技术建立，起源于欧洲，是全球使用范围最广的网络； iDEN： 基于TDMA技术建立，目前主要有两个iDEN网络，分别由美国的Nextel运营以及加拿大的Telus Mobility运营 。 IS-136：基于TDMA技术建立，也就是通常所说的D-AMPS网络，在美国有运营商建网。 IS-95： 基于CDMA技术建立，也就是通常所说的CDMA ONE网络，主要在美国以及亚洲部分国家或地区使用。 PDC： 基于TDMA技术建立，仅在日本地区使用。
多种协议并存问题
存在许多无线网络协议Zigbee, Wave,Xmesh,SmartMesh/TSMP等。
在不同的协议层(PHY、MAC、L3)大多数芯片供应商只与自己的标准兼容，缺乏互操作性。
很多简单RF芯片无MAC协议。 缺乏互操作性的解决方案，如不同的体系结构 、不同的协议栈 、不能互联互通等。
标签厂商
RFID标签
产品生产包 装 通讯网络
仓库
销售、生产、市场等 管理人员
物流
移动网络
数据中心
局域网 广域网
打假办、防伪办
电话网络 因特网 专用 终端 RFID读 写器
专卖店、经销商
工商、技监人员
消费者
大卖场 商店
餐饮 酒店
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协议详解 一、内网协议
2、ZigBee
ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准 规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。ZigBee是一种 低速短距离传输的无线网络协议。 ZigBee 协议从下到上分别为物理层 (PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL) 等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准的规定。
物联网协议
——
栾宇清 周志旺 蒋 哲 彭 旭
2015/05
目录
前言 传输协议分类
1
前言
物联网简介
“物联网概念”是在“互联网概念”的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间 ，进行信息交换和通信的一种网络概念。 定义：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备， 按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、 跟踪、监控和管理的一种网络概念。
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协议详解 二、内网协议对比分析
表4 内网协议对比分析 协议 RFID 子协议 RFID 速率 UHF100 kbps 工作频段 频段较多 距离 1-5米 主要应用 物流、军事、防伪等多 种行业 优点 成本低、无功耗 缺点 无处理能力， 单向
802.15.1 (蓝牙)
13Mbps
2.4GHz
物联网需要地址，每个物品都需要在物联网中被寻址，就需要一个地址。在IPv4资源即将耗 尽的背景下，物联网需要更多的 IP 地址，那就需要IPv6 来支撑。由于IPv4 网络的庞大规模导致 IPv4向IPv6过渡必定存在一个漫长的过程，
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物联网
物+传感 物+传感
接入
互联网 无线 有线
内网协议
前言
物联网需要传输协议
物联网是一个网络，需要统一的协议基础，就像是互联网需要TCP/IP一样。在核心层面，由 于物联网是互联网的延伸，同样基于TCP/IP；但在接入层面，协议类别就变得五花八门，RFID、 ZigBee、蓝牙、GPRS、Wi-Fi、3G、4G、有线等多种通道，协议多得数不清。
物联网需要IP地址
10m
移动电子商务、 数字电子设备、工 业控制、智能化建 筑、家庭及办公自 动化 电子数码产品
功耗低、成本低、 方便使用
距离短、速度 慢；以移动电 话为中心，每 网最多八个节 点 距离短
802.15
802.15.3 55Mbit/s （WiMedia）
2.4GHz
10m
实现高速率、瞄 准的是消费类器 件 可靠、低功耗 （长电池寿命）、 低成本和低速率
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协议详解 三、外网协议
1、Wi-Fi 1.2 分析 （1）优势特点
其一，无线电波的覆盖范围广，Wi-Fi的半径则可达300英尺左右约合100米。
其二，虽然由Wi-Fi技术传输的无线通信质量不是很好，数据安全性能比蓝牙差一些，传输质量也有 待改进，但传输速度非常快，符合个人和社会信息化的需求。 其三，厂商进入该领域的门槛比较低。厂商只要在机场、车站、咖啡店、图书馆等人员较密集的地 方设置“热点”，并通过高速线路将因特网接入上述场所。 根据无线网卡使用的标准不同，WIFI的速度也有所不同。其中IEEE802.11b最高为11Mbps（部分厂 商在设备配套的情况下可以达到22Mbps），IEEE802.11a为54Mbps、IEEE802.11g也是54Mbps。
外网协议
RFID、ZigBee 、蓝牙
IPv6 IPv4
Wi-Fi、2G、 3G、LTE
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协议详解 一、内网协议
1、RFID ISO/IEC认为RFID是自动身份识别和数据采集的一种很好手段，制定RFID标准不仅要 考虑物流供应链领域的单品标识，还要考虑电子票证、物品防伪、动物管理、食品与医药 管理、固定资产管理等应用领域。基于这种认识，ISO/IEC联合技术委员会JTC委托SC31 子委员会，负责所有RFID通用技术标准的制定工作，也即对所有RFID应用领域的共同属 性进行规范化；委托各专业委员会负责应用技术标准的制定，如ISOTC104 SC4负责制定 集装箱系列RFID标准的制定，ISOTC 23 SC19负责制定动物管理系列RFID标准， ISOTC122和ISO TC104组成的联合工作组制定物流与供应链系列应用标准[1]。
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协议详解 一、内网协议
2、ZigBee
ZigBee的特点：

低功耗 低成本 低速率


近距离
短时延 高容量 高安全 免频段执照
图2 ZigBee协议栈
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协议详解 一、内网协议
2、ZigBee
ZigBee的目标定位于现存的系统还不能满足其需求的特定的市场（低功耗） ，它有着广阔的应用前景。 ZigBee联盟预言在未来的四到五年，每个家庭将拥有 50个ZigBee器件，最后 将达到每个家庭150个。 其应用领域主要包括： 家庭和楼宇网络：空调系统的温度控制、照明的自动控制、窗帘的自动控制、 煤气计量控制、家用电器的远程控制等； 工业控制：各种监控器、传感器的自动化控制； 商业：智慧型标签等； 公共场所：烟雾探测器等； 农业控制：收集各种土壤信息和气候信息； 医疗：老人与行动不便者的紧急呼叫器和医疗传感器等。
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协议详解 三、外网协议
1、Wi-Fi
表5 Wi-Fi各子协议分析 协议 子协议 802.11 802.11a 802.11 (Wi-Fi联盟 ) 时间 1997 1999 速率 2Mbps 54Mbps 工作频段 2.4GHz 5GHz 距离 ？ 45m 优点 第一个无线局域网标准 具有较高的网络速率； 信号不易被干扰 成本低；信号辐射较好， 不容易被阻隔 较高的网络速率；信号 质量好，不容易被阻隔 缺点 速率和传输距离均有限 成本较高；信号容易被 障碍物阻隔 带宽速率较低；信号容 易受到干扰 成本比802.11b高；电器 设备可能会影响到 2.4GHz频段信号 成本较高；使用多个信 号，容易干扰附件的 802.11b/g网络
802.15.4 （ZigBee）
250kbit/ s
2.4GHz
100m
家庭、楼宇自动化以及 监控类应用
距离短、速度 最慢，安全性 规范不完善
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协议详解 三、外网协议
1、Wi-Fi 1.1 通信方式 Wi-Fi，是Wireless Fidelity的缩写。它与蓝牙技术一样，同属于在办公室和家庭中使用的短距 离无线技术。Wi-Fi代表着无线保真，指802.11标准的IEEE802.11b子集。Wi-Fi支持高达11Mb/s的 数据传输率，是迄今为止最常用的标准。 其主要特性为：速度快，可靠性高，在开放性区域，通讯距离可达305米，在封闭性区域，通 讯距离为76米到122米，方便与现有的有线以太网络整合，组网的成本更低。 与蓝牙对比： 相同点：同属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术；均可实现一对一互联（ Wi-Fi Direct设备支持） 不同点：虽然在数据安全性方面，该技术比蓝牙技术要差一些，但是在电波的覆盖范围方面则 要略胜一筹 ；蓝牙主要面向以手机为中心的应用，而Wi-Fi则侧重组建无线局域网。
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结合Zigbee和GPRS的无线数据传输网络
图3
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协议详解 一、内网协议
3、蓝牙
蓝牙，是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、 无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。利用“蓝牙”技术，能够有 效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化设备与因特网Internet之间的通信，从而 数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技 术，支持点对点及点对多点通信，工作在全球通用的2.4GHz ISM（即工业、科学、医学）频段。采 用时分双工传输方案实现全双工传输。 蓝牙的创始人是瑞典爱立信公司，爱立信早在1994年就已进行研发。1997年，爱立信与其他设 备生产商联系，并激发了他们对该项技术的浓厚兴趣。 1998年2月，5个跨国大公司，包括爱立信、 诺基亚、IBM、东芝及Intel组成了一个特殊兴趣小组（SIG），他们共同的目标是建立一个全球性的 小范围无线通信技术，即现在的蓝牙。
中国的RFID标准化进程： 致力于开发自己的编码系统：国家产品代码（National Product Code, NPC） 基于国家代码提出了D-NPC RFID标准


中国已将RFID技术应用于铁路车号识别、身份证和票证管理、动物识别、特种设备与危险 品管理、公共交通以及身缠过程管理等多个领域
802.11b
1999
11Mbps
2.4GHz
100m
802.11g
2003
54Mbps
2.wk.baidu.comGHz
100m
802.11n
2009
300Mbps
2.4GHz
300m
具有最快的网络速率和 最广的信号覆盖范围； 信号干扰影响较小
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协议详解 三、外网协议
2、2G 2G，是第二代手机通信技术规格的简称，一般定义为无法直接传送如电子邮件、软件等信息 ；只具有通话、和一些如时间日期等传送的手机通信技术规格。不过手机短信SMS（Short message service）在2G的某些规格中能够被执行。2G在美国通常称为PCS（Personal Communications Service）。 2G技术基本可被切为两种，一种是基于TDMA所发展出来的以GSM为代表，另一种则是CDMA 规格，复用﹙Multiplexing﹚形式的一种。
中国标准化管理部门（Standardization Administration of China, SAC）正着手建立RFID标 准 ① 参照ISO/IEC18000系列标准制定国家标准 ② 于2007/4/20制定800/900MHz频段RFID技术应用试行之相关规定
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RFID应用：商品防伪
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协议详解 三、外网协议
3、2.5G（GPRS）
通用分组无线服务技术（General Packet Radio Service)的简称，它是GSM移动电话用户可用 的一种移动数据业务。GPRS可说是GSM的延续。GPRS和以往连续在频道传输的方式不同，是以 封包（Packet）式来传输，因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算，并非使用其整个频 道，理论上较为便宜。GPRS的传输速率可提升至56甚至114Kbps。