物联网设备的常见网络连接方式分为有线连接和无线连接，本文小编将详细介绍两个不同连接方式的功能特点。如下图所示：
以太网接口通信这是目前最常用的局域网组网方式（主要的标准是IEEE 802.3），通过集线器、交换机和路由器构成一个网络，利用双绞线（或者光纤）将这些网络设备与主机连接起来。图3显示了这些连接线和设备，图4显示了典型的以太网组网结构。
图3 以太网连接设备：连接线、集线器、交换器、路由器
图4 典型的以太网组网结构
RS485接口是一种半双工UART串口通信的工作方式，即任何时候只有一点处于发送状态。RS-485支持总线型结构,总线长度可达上千米，节点数可以多达256个。由于总线结构布线简单，因此广泛应用于门禁对讲、楼宇报警等网络。图5显示了两种典型的RS-485组网结构。
(a) 总线直连 (b) 通过RS-485集线器连接
图5 典型的RS-485组网结构
RS232接口也是一种串行通信标准，适合点对点进行通讯，本质上它不适合用于组网。RS-232通常用于PC机连接外部设备（比如鼠标、打印机、调制解调器等），但是也有很多电气设备通过RS-232与网关或上位主机连接起来。RS-232的传输距离较短，速率也低。图6(a)显示了一种通过RS-232将一台串口扫描器连接到PC机，进而连接到网络中的情形；图6(b)显示了通过一个RS-232-RS-485转换器将RS-485网络与上位机连接起来的情形。
(a) 串口扫描器 (b) 通过转换器将RS-485总线连接到网络
图6 RS-232连接设备
USB是一种非常便利、广泛支持的设备连接接口，在很多场景下，可以替代传统的串行连接接口。目前越来越多的设备支持通过USB接口来连接主机，或者将RS-485或RS-232转换成USB接口（如图7）。
(a) RS-232转换为USB (b) RS-485转换为USB
图7 RS-232或RS-485转换为USB接口
WIFI技术了无线局域网组网技术（主要的标准是IEEE 802.11），广泛应用于家庭、商业和工业场景中，成为最主流的联网方式之一。WIFI模块为建筑物内组网提供了极大的便利，避免了物理布线和施工，同时WIFI网络的范围可以小到一个房间的范围，也可以大到城镇的级别，带宽可从数十Mbps到数百Mbps。在范围较小的空间，可以用一个无线路由器连接所有的联网设备，如图8(a)所示；若碰到墙壁导致信号较弱，或者范围略大导致远处的信号较弱，则可以加入信号放大器或者多个无线路由器级联的方式来组网。在范围较大的空间，比如跨楼层的办公空间，则可以采用AC(Access Controller)+APs(Access Points)的方式来组建无线局域网，如图8(b)所示，这些AP通过有线方式连接起来，从而空间上不受无线传输距离的影响，而用户的无线连接可以在整个区域内进行漫游。
(a) 无线路由器组建WIFI网络 (b) AC+APs的方式来组建无线局域网图8 WIFI网络两种结构
蓝牙技术是一种短距离（通常小于10米）的无线通信技术，通常用于笔记本电脑、智能手机、车载系统、无线耳机，以及各种穿戴设备之间进行数据通信。蓝牙技术的特点是：短距离、低功耗、低速率，适合在小范围构建起个人区域网络（PAN, Personal Area Network）。蓝牙工作在全球通用的2.4GHz非授权频段，使用IEEE 802.11协议。除了在个人穿戴和消费电子设备上广泛使用以外，蓝牙技术也被用于工业、医疗、汽车等领域，提供设备联网和诊断的便利。然而，蓝牙技术在发展过程中也碰到了很多问题，包括耗电、传输安全、连接繁琐等，随着蓝牙技术发展到4.0版本（2012年），这些问题都已经得到了极大改善，目前应用非常普及了。蓝牙设备通常不能直接连接互联网，但是可以借助于其他设备连接互联网。譬如，手环、手表通过智能手机或平板电脑实现联网（同时最多连7个），如图9(a)；或者多个蓝牙设备通过蓝牙路由器连接互联网，如图9(b)。蓝牙5.0支持蓝牙Mesh，以网状的结构形成一个自组织网络，适合于在蓝牙设备密集的场景中进行组网，比如利用室内照明节点构建蓝牙Mesh网络，其他蓝牙设备加入到该网络中，如图9(c)所示。
(a) 个人区域网 (b) 通过蓝牙路由器联网 (c) 蓝牙Mesh图9 蓝牙组网结构
LPWAN(Low Power Wide Area Network, 低功耗广域网)，适合广域范围内实现物联网终端连接互联网，典型有两种技术：NB-IoT窄带传输技术、LoRa技术。
NB-IoT技术是一种利用移动基站进行通信的窄带低功耗广域网络技术，它使用了授权的频段，可直接部署于现有的移动通信网络上，需要运营商提供服务和支持。NB-IoT针对低功耗的、广域范围的、传输数据量小且更新频率也不高的物联网设备，适合于像路灯、停车、共享单车、物流集装箱、空气监测仪等各种户外场景。图10(a)显示了典型的NB-IoT网络结构。
LoRa技术是另一种与NB-IoT竞争的窄带通信技术，它使用了非授权频段。LoRa在组网的时候，不需要运营商的支持，终端设备通过LoRa网关与局域网或者互联网连接。LoRa可以用于企业建立广域的私有无线网络，连接企业场景中的各种物联网设备，设备与网关之间的距离可以达到2公里至10公里以上。图10(b)显示了LoRa网络结构。
(a) NB-IoT网络结构 (b) LoRa网络结构
图10 两种LPWAN网络结构
zigbee技术是一种短距离（10米至近百米）的无线网络技术，适合在室内环境连接终端设备。Zigbee网络的下层协议遵从IEEE 802.15.4标准，上层协议由Zigbee组织定义规范，实现了传输安全性，以及应用层对节点之间通信的需求。Zigbee组网成本低，通过一个协调器构建一个网络，终端设备要么直接跟协调器通信，要么通过其他设备接力的方式，间接地通过协调器连接网络。Zigbee模块目前主要应用于工业自动化、楼宇自动化、仓储与物流、智能家居等包含较多联网设备的场景。图11显示了Zigbee的典型网络结构，智能灯、温度计、空气检测仪是Zigbee终端设备，有的设备通过Zigbee中继器连接到网络中，最终通过Zigbee协调器与互联网连接。
图11 Zigbee网络结构
DALI(Digital Addressable Lighting Interface) 是智能照明领域的一个开放标准。DALI用于将照明设备连接起来，每条DALI总线可以连接64个照明或开关设备，长度可以达到300米。DALI标准定义了设备之间的通信语言：开、关、调节灯光等。DALI控制器作为网关，可以连接到RS-232、RS-485、以太网，或者直接连接到无线WIFI或移动通信网络。图12显示了一个典型的DALI网络结构。
图12 DALI网络结构
卫星联网通过卫星来连接网络是一种在特殊条件下比较便捷的方式，比如在飞机上、偏远山区或者大海上。通讯卫星通过地面站与互联网连接起来，卫星手机或者地面接收站点通过卫星天线连接通讯卫星，进而连接互联网的服务。除了数据通信，当前主流的户外定位也通过卫星来实现，譬如我们常用的GPS定位，以及北斗卫星定位。
图13 通过卫星联网
以上列举的是一些主流的联网方式，通过各种形式将设备连接到网络中，通常连接到IP网络，成为局域网或者互联网的一部分。我们可以看到，网关是一个关键设备，它们可以将独立组织的物联网络与互联网连接起来。市场上有一种专门的智能网关设备（也称为物联网网关），它们能够适应大多数常见的物联网组网方式，将不同连接方式的物联网设备组织成一个网络。图14是一个典型的智能网关设备，它可以将RS-485、以太网、WIFI、Zigbee等子网络连接起来。
图14 智能网关示意图
在有些情形下，PC机（尤其是工控PC机）也可以担当网关的角色，通常支持以太网、RS-232、USB接口，通过RS-232或USB转接RS-485接口，从而也可连接RS-485总线网（如图6(b)所示）。
今天的分享就到这里啦，EBYTE每一天都致力于更好的助力物联化、智能化、自动化的发展，提升资源利用率，更多产品及相关资料，感兴趣的小伙伴可以登录我们的太阳集团tcy8722官网进行了解，也可以直接拨打400电话咨询技术专员！
