物联网是什么
物联网(IOT,Internet of Things)也叫“传感网”,是“传感网”在国际上的通称;它是指物体通过装入各种信息传感设备,比如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器或其它方式进行连接,然后与互联网或移动通信网络结合起来最终形成一个巨大的智能网络,通过电脑或手机实现对物体的智能化管理。
物联网常见协议
我们按分类来分
按网络四层协议:
NB-IoT,LORA,WIFI,蓝牙,zigbee,4G都是物理层的,这几个都需要芯片模组支持(硬件支持)
而MQTT,COAP,HTTP都是应用层协议,这些需要开发服务器,或者对接云平台厂商(软件支持)
所以(MQTT,COAP,HTTP)是居于(NB-IoT,LORA,WIFI,蓝牙,zigbee,4G)的上层协议
物理层中按需要网关来分类:
不需要网关:NB-IoT,4G(芯片可以直接连上移动,联通,电信运营商)
需要网关:LORA,WIFI,zigbee(不能直接连上电信运营商,需要通过一个网关中转才能连上电信运营商)
蓝牙比较特别,是两个蓝牙设备之间互联
NB-IoT,4G对比:
NB-IoT低功耗,传输小数据,传输速度底,芯片模组和套餐便宜
4G:传输速度快和可以传输大的数据,但是功耗高,价格贵
WIFI和zigbee对比:
wifi 功耗高,传输数据快,一个路由只能加入较少设备
zigbee功耗低,传输数据慢,可以中继,一个zigbee网关可以加入成千上万的zigbee设备
应用层协议:MQTT和COAP
MQTT是一个基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输协议。MQTT协议是轻量、简单、开放和易于实现的,这些特点使它适用范围非常广泛。在很多情况下,包括受限的环境中,如:机器与机器(M2M)通信和物联网(IoT)。其在,通过卫星链路通信传感器、偶尔拨号的医疗设备、智能家居、及一些小型化设备中已广泛使用
COAP协议
1 COAP协议网络传输层由TCP改为UDP。
2 它基于REST,server的资源地址和互联网一样也有类似url的格式,客户端同样有POST,GET,PUT,DELETE方法来访问server,对HTTP做了简化。
3 COAP是二进制格式的,HTTP是文本格式的,COAP比HTTP更加紧凑。
4 轻量化,COAP最小长度仅仅4B,一个HTTP的头都几十个B了
5 支持可靠传输,数据重传,块传输。 确保数据可靠到达。
6 支持IP多播, 即可以同时向多个设备发送请求。
7 非长连接通信,适用于低功耗物联网场景。
常见传感器
物联网和传感器是相辅相成的。传感器类似于人的眼睛、耳朵和嘴巴,但又不仅仅像人类感官那么简单,传感器可以收集很多有用的信息。可以说,这些传感器是整个物联网系统运行的基础,正是它,物联网系统才有内容传递给“大脑”。
让我们来看看物联网中使用什么样的传感器的类型和特点。
温度感应器
温度传感器测量物体或空间的温度。温度传感器的使用范围很广,例如在适当的温度下管理食品和食品以及监测机器的异常温度上升。温度传感器种类繁多,例如热敏电阻、热电偶、电阻温度检测器、双金属片、压力温度计和辐射温度计。
湿度传感器
湿度传感器测量大气或任何空间中所含水蒸气的比例。一些用于空调、冰箱、空气净化器等熟悉的物品,也用于控制建筑物和酒店的空调,以及调节工厂特定部分的湿度。电子湿度传感器有电阻式和电容式两种,都是利用称为干湿材料的物质,将干湿程度转换成电信号。
加速度计
加速度计测量加速度,它代表每单位时间的速度。通过测量加速度,可以测量物体的倾斜度和振动等信息。加速度计有多种类型,例如使用称为 MEMS(微机电系统)技术的电容式。
GPS传感器
GPS传感器是使用GPS的传感器,GPS是全球定位系统。它也安装在智能手机中,这个你可能就很熟悉。GPS 通过三个要素来识别目标位置:GPS 卫星、地面控制和轨道约 20,000 公里的 GPS 接收器。
陀螺仪传感器
陀螺仪传感器是一种检测角度的传感器。与加速度计一起,它也是一种惯性传感器。陀螺仪传感器可以检测加速度计无法测量的旋转运动。它还用于智能手机和数码相机(用于图像稳定)。
压力传感器
压力传感器是一种检测压力的传感器。施加到硅片膜片上的压力被检测为膜片的变形,并通过将其转换为电信号来测量压力。用途广泛,如热水器、空调、洗衣机、洗碗机、气压表、水压表、油压表等。
光学传感器
光学传感器是一种检测光的传感器。紫外光、可见光、红外光等每种类型的目标光都有传感器。当物质暴露在光线下时,会发生称为光电效应的电子变化。光学传感器利用这种光电效应来检测光线。最简单的光传感器仅检测光线是否被遮挡,例如自动门的运动传感器。
图像传感器
图像传感器将光转换为电信号以获取图像。图像传感器也是一种先进的光学传感器。典型的例子是数码相机和数码摄像机。数码相机通过CMOS、CCD等图像传感器将光转换为电信号来获取图像。
距离传感器
距离传感器测量距离。距离传感器大致分为使用光学、无线电波和超声波的三种类型。其原理是用光照射被测物体,对反射光和返回光进行评价,转换成距离,输出。
振动传感器
振动传感器是检测振动的传感器。振动传感器可以测量感兴趣物体的位移、速度和加速度。
声音传感器
声音传感器是一种检测声音振动的传感器。检测声音的传感器称为麦克风。可以确定声音的音量和音高。结合语音识别技术,将语音转换为文字,用于语音输入和语音操作。
在过去几年中,物联网已成为 21 世纪非常重要的技术之一。如今,我们可以通过嵌入式设备将各种日常物品(厨房用具、汽车、恒温器和婴儿监视器)连接到互联网,从而实现人员、流程与物品之间的无缝通信。
借助低成本计算、云、大数据、分析和移动领域的技术手段,如今我们能让物品自动收集和共享数据,尽可能减少人为干预。在这个高度互联的世界里,数字系统可以记录、监视和调整联网物品之间的每一次交互。物理世界与数字世界就此开始了交汇融合,相互协作。