物联网通信技术Bluetooth.pdf
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物联网中的蓝牙技术一、蓝牙技术的起源与发展蓝牙技术是一种短距离无线通信技术,最初由爱立信公司在1994年开发。
起初,蓝牙技术主要用于连接手机和耳机,以及连接手机和其他外部设备。
随着技术的不断发展,蓝牙技术在物联网领域中得到了广泛的应用。
蓝牙技术的发展也是与物联网的兴起息息相关,它为物联网设备之间的连接和通信提供了便利。
二、蓝牙技术在物联网中的应用在物联网中,蓝牙技术被广泛应用于各种设备之间的连接和通信。
比如智能家居领域,通过蓝牙技术可以实现智能门锁、智能灯具、智能家电等设备之间的连接和控制。
另外,蓝牙技术还被应用于智能穿戴设备、智能健康监测设备、智能交通设备等领域。
蓝牙技术的应用使得这些设备之间可以实现智能化的互联互通,为人们的生活和工作带来了便利。
三、蓝牙技术的优势与劣势在物联网中,蓝牙技术具有许多优势。
首先,蓝牙技术是一种低功耗的通信技术,适合用于物联网设备之间的短距离通信。
其次,蓝牙技术的成本相对较低,可以降低物联网设备的制造成本。
此外,蓝牙技术还具有较高的安全性,可以保障物联网设备之间的通信安全。
然而,蓝牙技术也存在一些劣势,比如传输速度相对较慢,连接距离相对较短等。
四、蓝牙技术的发展趋势随着物联网的不断发展,蓝牙技术也在不断进化和提升。
未来,蓝牙技术将会迎来新的发展趋势。
首先,蓝牙技术将会不断提升其传输速度和连接距离,以满足物联网设备之间更加复杂和高速的通信需求。
其次,蓝牙技术将会更加注重安全性和隐私保护,以保障物联网设备之间的通信安全。
另外,蓝牙技术还将会更加注重与其他通信技术的融合,以实现更加灵活和智能的物联网设备连接和通信。
五、结语总的来说,蓝牙技术在物联网中具有重要的地位和作用,它为物联网设备之间的连接和通信提供了便利。
随着物联网的不断发展,蓝牙技术也将会不断进化和提升,为物联网的发展和应用提供更加强大和稳定的技术支持。
相信在不久的将来,蓝牙技术将会成为物联网领域中不可或缺的一部分。
物联网中常用的几种短距离无线通信技术李国瑞(西北师范大学知行学院,甘肃兰州730070)摘要:短距离无线通信技术的快速发展有力的推动了物联网技术的发展。
文章重点介绍了物联网中主要应用的RFID、蓝牙、ZigBee、W i-F i等几种短距离无线通信技术的特点及其应用领域。
关键词:物联网;R FID;ZigBee;W i-F i;蓝牙中图分类号:TN925 文献标识码:A文章编号:1673-1131(2017)10-0213-02〇引言物联网被认为是继计算机、互联网之后的第三次信息革 命浪潮。
而通信是物联网的最基础功能,如果不进行通信,物 联网采集到的大量信息就无法进行传输和交换,因此也不能 利用这些采集到的数据产生广泛的物联网应用。
并且通信是 物物相连的基础,是物联网从一般专业领域发展到各行各业 泛在应用的关键。
物联网应用到几乎现有所有的通信技术,无论是有线的还是无线的通信技术。
但是考虑到物联网的无处不在的特征,要求物联网中互联设备能随时随地的接入,因 此最能体现该特征的还是无线通信技术。
1几种短距离无线通信技术短距离无线通信目前还不存在统一的一个定义,它涉及 到的范围非常宽泛。
一般来讲,要是通信双方利用无线电波 传输信息且传输距离规定在非常有限的范围内,一般是几十 米范围之内,就可以称为短距离无线通信。
短距离无线通信 技术具备三个很明显的特征:第一是比较低的成本,低成本是 短距离无线通信的最基本要求,因为通信终端大范围的使用,需要的数量非常多,若终端的成本较高是很难大范围普及应用的;第二是低功耗,因为是近距离的传输,传输过程中遇到 障碍物的概率也就较小,发射功率一般都很低,小于100 mw ;第三是对等通信,这是短距离无线通信的关键特点,其通信 是没有基础设施的。
当前,射频识别(RFID)、ZigBee、Wi-Fi、蓝牙等是物联网 中最常用的短距离无线通信技术。
1.1射频识别(RFID)技术射频识别(RFID)技术是物联网中应用非常广泛的的一门 技术,它是一种利用射频信号在空间耦合实现无接触的信息 传输,并通过所传输的信息自动识别目标对象的技术。
常见的物联网通信方式物联网(Internet of Things,简称IoT)是指通过互联网连接各种物体,使其具备自动识别、定位、追踪、监控、管理和控制等功能的网络系统。
物联网通信方式是实现物联网应用的基础,下面将介绍一些常见的物联网通信方式。
一、无线通信技术1. Wi-Fi(无线局域网)Wi-Fi是一种基于无线电波传输的局域网技术,适用于小范围内的高速数据传输。
物联网设备通过Wi-Fi连接到互联网,可以实现高速、稳定的无线数据传输。
Wi-Fi通信方式广泛应用于家庭智能设备、智能办公、无人机等领域。
2. 蓝牙(Bluetooth)蓝牙是一种短距离无线通信技术,适用于在10米范围内的设备间通信。
物联网设备可以通过蓝牙连接到智能手机、平板电脑等终端设备,实现数据传输、消息推送、遥控操作等功能。
蓝牙通信方式常见于智能家居、智能穿戴设备等应用场景。
3. ZigBee(低功耗无线网络)ZigBee是一种短距离、低功耗的无线传感器网络技术,适用于物联网设备间的无线通信。
ZigBee通信方式特点是低能耗、传输距离远、网络节点多,常用于智能楼宇、智能农业、智能交通等领域。
4. NB-IoT(窄带物联网)NB-IoT是一种窄带物联网通信技术,适用于大范围覆盖、低功耗的物联网应用。
NB-IoT通信方式具有低成本、低功耗、连接稳定等特点,适用于智能城市、智能能源、智能车载等应用场景。
二、有线通信技术1. 以太网(Ethernet)以太网是一种局域网通信技术,适用于有线网络环境下的数据传输。
物联网设备可以通过以太网连接到互联网,实现高速、稳定的数据传输和远程监控。
以太网通信方式广泛应用于工业自动化、智能交通、智能城市等领域。
2. RS485RS485是一种串行通信标准,适用于远距离、多节点的数据通信。
物联网设备通过RS485接口实现数据传输和设备间的通信。
RS485通信方式常用于环境监测、智能电表、工业自动化等场景。
三、移动通信技术1. 2G/3G/4G/5G移动通信技术是一种基于无线网络实现的长距离通信方式。
ble 原理BLE 原理解析什么是 BLE?BLE(Bluetooth Low Energy)是一种低功耗蓝牙技术,也被称为蓝牙。
它是一种无线通信协议,旨在提供低功耗和短距离通信解决方案。
BLE被广泛应用于物联网、智能家居和健康技术等领域。
BLE 的工作原理BLE在物理层使用的频段进行无线通信。
它使用了GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying)调制技术,通过频率的改变来传输数据。
由于BLE的低功耗设计,它的传输距离通常在10至100米之间。
BLE 架构BLE有两个主要的组件:中心设备(Central)和外设(Peripheral)。
中心设备通常是智能手机、电脑或其他移动设备,而外设可以是传感器、运动追踪器等。
BLE的通信通常是单向的,中心设备是主动发起连接和发送命令的一方,外设则被动接收并执行命令。
BLE 连接过程BLE的连接过程可以分为四个主要步骤:1.广播(Advertising):外设会以一定的频率广播自己的存在和相关信息。
广播数据包中包含设备的唯一标识符(UUID)等信息。
2.扫描(Scanning):中心设备会扫描周围的BLE设备,并监听广播数据包。
一旦监听到感兴趣的设备,扫描就会停止。
3.连接(Connection):中心设备通过广播数据包中的唯一标识符(UUID)来和外设建立连接。
4.通信(Communication):一旦连接建立,中心设备可以发送命令给外设,外设则可以向中心设备发送数据。
BLE 的特点BLE有以下的主要特点:•低功耗:BLE的设计目标之一是提供低能耗的通信解决方案,在物联网和传感器应用中非常重要。
•短距离通信:BLE的传输距离通常限制在10至100米之间,适合用于短距离通信场景。
•快速连接时间:BLE的连接时间通常在几百毫秒内完成,比传统蓝牙连接更快。
结论BLE作为一种低功耗的无线通信技术,广泛应用于物联网和智能家居领域。
它的工作原理基于广播和扫描,通过连接和通信实现中心设备和外设之间的数据交换。
物联网无线传输技术WIFI、蓝牙、NFC等介绍随着万物互联时代的到来,物与物之间的连接方式也在不断发展和更新。
如果说,传感器是物联网的触觉,那么,无线传输就是物联网的神经系统,将遍布物联网的传感器连接起来。
在物联网出现以前,网络的接入需求主要体现在PC、移动终端对互联网的接入需求。
如今,随着物联网技术的发展,无线接入不仅仅体现在PC、移动终端对网络的连接需求,还有工业生产环境下物与物之间的连接需求。
近距离无线传输技术包括WIFI、蓝牙、UWB、MTC、ZigBee、NFC,信号覆盖范围则一般在几十厘米到几百米之间。
近距离无线传输技术主要应用在局域网,比如家庭网络、工厂车间联网、企业办公联网。
1WiFiWi-Fi被广泛用于许多物联网应用案例,最常见的是作为从网关到连接互联网的路由器的链路。
然而,它也被用于要求高速和中距离的主要无线链路。
WiFi技术并不是为了取代蓝牙或者其他短距离无线电技术而设计的,两者的应用领域完全不同,虽然在某些领域上会有重叠。
WiFi设备一般都是设计为覆盖数百米范围的,若是加强天线或者增设热点的话,覆盖面积将会更大,甚至是整幢办公大楼都不成问题。
WiFi无线技术主要为移动设备接入LAN(局域网)、WAN(广域网),以及互联网而设计。
基本上来说,在WiFi标准中,移动设备扮演的是客户端角色,而服务端是网络中心设备;与NFC、蓝牙技术的两移动设备互联互通在点对点(peertopeer)结构上有着巨大的区别。
支持拓扑结构:星型结构使用距离:近、中距离(数百米)应用场景:移动设备等2蓝牙Bluetooth蓝牙是一种通用的短距离无线电技术,蓝牙5.0蓝牙理论上能够在最远100 米左右的设备之间进行短距离连线,但实际使用时大约只有10米。
其比较大的特色在于能让轻易携带的移动通讯设备和电脑,在不借助电缆的情况下联网,并传输资料和讯息。
目前普遍被应用在智能手机和智慧穿戴设备的连结以及智慧家庭、车用物联网等领域中。
物联⽹常见通信协议RFID、NFC、Bluetooth、ZigBee等梳理1 概述在上⼀篇⽂章《物联⽹常见通信协议与通讯协议梳理【上】-通讯协议》中,对物联⽹常⽤通信协议和通讯协议作了区分,并对通讯协议进⾏了分享;本⽂将对常⽤的通信协议进⾏剖析,重点⾯向市场上使⽤率较⾼的,且⼜不是诸如TCP/IP之类⽼⽣常谈的。
2 近距离通信协议2.1 RFIDRFID的空中接⼝通信协议规范基本决定了RFID的⼯作类型,RFID读写器和相应类型RFID标签之间的通讯规则,包括:频率、调制、位编码及命令集。
ISO/IEC制定五种频段的空中接⼝协议。
(1)ISO/IEC 18000-1《信息技术-基于单品管理的射频识别-第1部分:参考结构和标准化的参数定义》。
它规范空中接⼝通信协议中共同遵守的读写器与标签的通信参数表、知识产权基本规则等内容。
这样每⼀个频段对应的标准不需要对相同内容进⾏重复规定。
(2)ISO/IEC 18000-2《信息技术-基于单品管理的射频识别-第2部分:135KHz以下的空中接⼝通信⽤参数》。
它规定在标签和读写器之间通信的物理接⼝,读写器应具有与Type A(FDX)和Type B(HDX)标签通信的能⼒;规定协议和指令再加上多标签通信的防碰撞⽅法。
(3)ISO/IEC 18000-3《信息技术-基于单品管理的射频识别-第3部分:参数空中接⼝通信在13.56MHz》。
它规定读写器与标签之间的物理接⼝、协议和命令再加上防碰撞⽅法。
关于防碰撞协议可以分为两种模式,⽽模式1⼜分为基本型与两种扩展型协议(⽆时隙⽆终⽌多应答器协议和时隙终⽌⾃适应轮询多应答器读取协议)。
模式2采⽤时频复⽤FTDMA协议,共有8个信道,适⽤于标签数量较多的情形。
(4)ISO/IEC 18000-4《信息技术-基于单品管理的射频识别-第4部分:2.45 GHz空中接⼝通信⽤参数》。
它规定读写器与标签之间的物理接⼝、协议和命令再加上防碰撞⽅法。
一种蓝牙ble设备的通信加密方法与流程蓝牙低功耗(Bluetooth Low Energy,BLE)是一种广泛应用于物联网领域的通信技术。
为了保证BLE设备之间的通信安全,需要采用加密方法与流程来确保数据的保密性和完整性。
本文将介绍一种常用的BLE设备通信加密方法与流程。
一、加密方法在BLE设备的通信过程中,常用的加密方法包括对称加密和非对称加密。
对称加密使用相同的密钥进行加密和解密,具有加密速度快的优点,但密钥的传输和管理较为困难。
非对称加密使用公钥和私钥进行加密和解密,公钥可以公开,但私钥必须保密,具有较高的安全性。
在BLE设备通信中,一般采用混合加密方法,即使用对称加密保证数据传输的速度,同时使用非对称加密保证密钥的安全性。
具体的加密方法如下:1. 密钥协商:通信双方首先进行密钥协商,通过非对称加密算法生成公钥和私钥。
公钥可以公开,私钥必须保密。
2. 密钥交换:通信双方将生成的公钥交换,以确保双方拥有对方的公钥。
3. 密钥生成:通信双方利用对方的公钥和自己的私钥生成共享密钥,用于对称加密算法的密钥。
4. 数据加密:通信双方使用共享密钥进行对称加密,将待传输的数据进行加密。
5. 数据传输:加密后的数据通过BLE设备进行传输。
6. 数据解密:接收方使用共享密钥进行对称解密,将接收到的数据进行解密。
二、加密流程在BLE设备通信中,加密流程一般包括以下几个步骤:1. 设备连接:通信双方通过BLE设备进行连接,建立通信通道。
2. 密钥协商:通信双方进行密钥协商,生成公钥和私钥。
3. 密钥交换:通信双方交换公钥,确保双方拥有对方的公钥。
4. 密钥生成:通信双方利用对方的公钥和自己的私钥生成共享密钥。
5. 数据加密:发送方使用共享密钥进行对称加密,将待传输的数据进行加密。
6. 数据传输:加密后的数据通过BLE设备进行传输。
7. 数据解密:接收方使用共享密钥进行对称解密,将接收到的数据进行解密。
通过以上加密流程,BLE设备可以确保通信过程中数据的保密性和完整性。