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物联网无线连接技术之Modbus、NFC、LoRa技术以及优缺点

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先来看看物联网无线连接技术Modbus。

Modbus应用层协议标准一般被认为是采用串行方式通信,而没有涉及电气方面的规范。Modbus一开始是Modicon为了使用可编程逻辑控制器(PLC)在1979年进行通信,后来发展成ModbusRTU,ModbusASCII和ModbusTCP有三种模式,前面两个使用的物理接口是串口,后者则使用Ethernet接口。

由于PLC在工业中的广泛应用,Modbus也成为工业领域中最流行的通讯协议,通过主/从(Master/Slave)进行通讯,即一对多的连接方式,其中一个主控制器最多能支持247个依赖控制器。

(1)物联网无线连接技术Modbus优势:

规范化、开放性、免费使用、无许可费用、不需要知识产权授权。

它支持双绞线、光纤、无线等多种电气接口,支持双绞线、光纤、无线等多种传输介质。

Modbus协议框架结构简单、简洁、易于理解。使用方便,使用方便。

(2)物联网无线连接技术Modbus缺点:

网络性能较差,只有主从式通信。

由于网络的大小有限,依赖控制器的数量限制了网络的规模。

安全差、无认证、无权受限制管理、明文传输使其在不受控制的环境中具有很大的风险。

2、物联网无线连接技术NFC。

NFC,Near-field communication,中文经常被译为近场通讯。NFC是一种短距高频无线电技术,属于RFID技术的一种,工作频率为13.56MHz,有效工作距离为20cm。它的传输速率为106Kb/s、212Kb/s或424Kb/s/s。利用卡片、读卡器、点对点三种业务模式进行数据的读取和交换。

2002年,NFC由飞利浦半导体、诺基亚和索尼公司联合开发。NFC论坛于2004年成立,致力于近场通信技术的标准化与推广。

(1)物联网无线连接技术NFC的优势:

NFC的通信距离很短,因而具有良好的通信保密性。

NFC卡功耗小,读卡器功耗低,可用于许多无功耗、低功耗的应用场景。

NFC方案成本较低,特别是NFC卡成本很低,特别适用于覆盖大量非智能对象。

目前,NFC通讯技术已广泛应用于移动支付和消费电子领域。举例来说,许多手机已经支持了NFC应用,公交卡这类小额支付系统都是采用了NFC技术。

(2)物联网无线连接技术NFC的缺点。

NFC没有其它无线通讯方式会有无线信号被窃听的危险,但NFC卡过于简单和无源应答的设计也会造成安全性问题。看到报告的风险如:也就是说,NFC银行卡内的交易信息,很容易被其它读卡者,甚至智能手机读取。

此外,由于通信距离短、通信速率低等原因,使得NFC只能适用于特定的物联网应用。

3、物联网无线连接技术LoRa。

LoRa源自LongRange,是一项通讯技术,用于远程通讯。LoRa技术以线性扩频调制为基础,延续移频键控调制的低功耗特性,但极大地增加了通讯范围。Chirp扩频调制具有长距离传输和良好的抗干扰能力,已广泛应用于军事、航天通信领域。最大程度上,LoRa的一个网关或基站可能覆盖整个城市或数十公里。

LoRa技术应用的典型场景包括:超长的电池寿命(数年)、节点间长距离通讯、低速率(例如只需一小时传送少量数据)。在NB-IoT技术中,可以牺牲低功耗的指标来提高速率。

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