Wenn Sie neu im Internet der Dinge sind, empfehle ich Ihnen dringend, die Einführung in das Internet der Dinge zu lesen, um die Grundlagen zu verstehen.Sie können auch andere Blogs auf Tech-a-techblog lesen.

Wir haben im Blog Komponenten des IOT besprochen, dass das IOT aus Dingen, Sensoren und Aktoren, Menschen, Kommunikationsprotokollen, Cloud und Analytik besteht, und in diesem Blogbeitrag werden wir über verschiedene Kommunikationsprotokolle sprechen, die im IOT verwendet werden.

Es gibt zwei Arten von Kommunikationsprotokollen:

• Drahtlose Kommunikation
• Drahtgebundene Kommunikation

Heute werden wir über drahtlose Kommunikation sprechen.

Es gibt insgesamt 9 drahtlose Protokolle, die unten aufgeführt sind:

1. Wi-Fi
2. Wi-Fi direct
3. Zigbee
4. Z wave
5. Bluetooth
6. RF
7. 6LowPAN
8. GPRS/3G/LTE
9. NFC

Wir werden sie einzeln besprechen, beginnend mit,

Wir alle kennen Wifi, viele von euch benutzen es vielleicht gerade, um diesen Blog zu lesen.Wi-Fi-fähige Computer senden und empfangen Daten innerhalb und außerhalb des Hauses.Es bezieht sich auf den Kommunikationsstandard IEEE 802.11 und baut in der Regel ein lokales Netzwerk (LAN) auf.

Wireless LAN:

• Es verwendet Hochfrequenz-Funkwellen anstelle von Drähten zur Kommunikation und Datenübertragung.

• Ein Access Point verbindet drahtgebundene und drahtlose Netzwerke miteinander und ermöglicht das Senden und Empfangen von Daten zwischen drahtlosen Clients und dem drahtgebundenen Netzwerk.
• Die drahtlose SSID, auch als „Netzwerkname“ bekannt, ist die Service Set Identification, die den Zugang zu einem bestimmten drahtlosen Netzwerk steuert.

WIFI im OSI-Modell:

Wie in der obigen Abbildung zu sehen ist, gehört Wifi sowohl zu Layer1 (Physical) als auch zu Layer2 (Data Link).

Vorteile und Nachteile von Wifi:

Vorteile:

• Freiheit von Netzwerkgeräten von Kabeln
• Günstigere Entwicklung für eingebettete Systeme
• Zuverlässige Produkte
• Sicherheit
• Hohe Geschwindigkeit

Nachteile:

• 802.11b/g nutzen das 2,4-GHz-Spektrum, das durch andere Geräte (Bluetooth… )
• 802.11n verdoppelt das Funkspektrum/die Bandbreite (40 MHz)
• Stromverbrauch
• Begrenzte Netzreichweite
• Sicherheitsrisiken (Konfiguration)

Anwendungen von Wifi:

• Internetzugang
• Hotspots
• Stadtweites Wi-Fi
• Campusweites Wi-Fi
• Direkte Computer-zu-Computer-Kommunikation
• Wireless ad hoc network

2)Wifi Direct :

Wi-Fi Direct, ursprünglich Wi-Fi P2P genannt, ist ein Wi-Fi-Standard, der es Geräten ermöglicht, sich einfach miteinander zu verbinden, ohne einen drahtlosen Zugangspunkt zu benötigen.Es ist nützlich für alles, vom Surfen im Internet bis hin zur Dateiübertragung.Kommunikation mit einem oder mehreren Geräten gleichzeitig.Die Fähigkeit, Geräte zu verbinden, auch wenn sie von verschiedenen Herstellern sind, stellt eine Peer-to-Peer-Verbindung her.

Es verwendet eine Reihe von Standards, um seine Funktionen zu erfüllen:

• Wifi-Technologie
• Wifi Direct Device and Service Discovery
• Wifi Protected Setup
• WPA2

Vor- und Nachteile von Wifi Direct:

Vorteile:

• Portables Wi-Fi®, das Sie überallhin begleiten kann.
• Nutzen Sie Wi-Fi Direct ohne Internetverbindung.
• Wi-Fi Direct-Verbindungen sind überall und jederzeit möglich.
• Einfache sichere Verbindungen.

Nachteile:

• Es ist neu für Android.
• Es muss die Verbindung mit den anderen Geräten herstellen und sobald man die Gruppe verlässt, ist man nicht mehr verbunden.
• Es unterstützt nicht die iPhones.

Anwendungen von Wifi Direct :

• Game Controllers
• Fernsteuerungsgeräte
• Nutzungsanwendungen
• Haussteuerungsanwendungen

3)Zigbee :

ZigBee ist eine neue drahtlose Technologie.Technologischer Standard für Steuerungs- und Sensornetzwerke, der auf dem IEEE 802.15.4 Standard basiert.Er wurde von der ZigBee Alliance entwickelt, der Philips, Motorola, Intel und HP angehören, und ist auf einen geringen Stromverbrauch ausgelegt, so dass die Batterien praktisch ewig halten.ZigBee ermöglicht vollständig vernetzte Häuser, in denen alle Geräte miteinander kommunizieren und von einem einzigen Gerät gesteuert werden können.Es bietet Netzwerksicherheit und anwendungsunterstützende Dienste, die auf dem IEEE-Standard beruhen.

Vor- und Nachteile von Zigbee:

Vorteile:

• Drahtlose Knoten, die eine mehrjährige Batterielebensdauer erreichen können.
• Direkte Kommunikation
• Sie ist weniger komplex als Bluetooth. – Geringer Stromverbrauch
• Drahtlos
• Mesh-networking

Nachteile:

• Arbeitet auf kleiner Distanz mit geringer Geschwindigkeit
• Kostenintensiv

Anwendungen von Zigbee :

• Produktverfolgung
• Unterhaltungselektronik
• Personal- und Gesundheitswesen
• Kommerzielle und private Steuerung
• Industrielle und staatliche Märkte weltweit
• Hausvernetzung
• Industrielle Steuerung und Management

4)Z-Wave :

Z-Wave ist ein drahtloses Kommunikationsprotokoll, das hauptsächlich für die Heimautomatisierung verwendet wird. Es handelt sich um ein Mesh-Netzwerk, das energiesparende Funkwellen zur Kommunikation verwendet.Arbeitet im Sub-GHz-Frequenzband – 900 Mhz, 100kbps.Z-Wave Alliance- Konsortium von 250+ Herstellern.Arbeitet in einer Mesh-Netzwerk-Architektur mit einem primären und mehreren sekundären Controllern.

Z-Wave Standard :

• Z-Wave ist ein proprietärer drahtloser Standard.
• Der Standard ist nicht offen wie viele drahtlose Standards, aber er ist für Zensys/Sigma Design Kunden verfügbar.
• Die International Telecommunications Union (ITU) hat Z-Wave aufgenommen.

Vorteile von Z-Wave :

• Zuverlässige und sichere Kommunikation

• Einfache Installation
• Niedriger Stromverbrauch
• Fern- oder lokale Steuerung
• Eine Vielzahl von Geräten verfügbar, Interoperabilität
• Erschwinglichkeit

Anwendungen von Z-Wave :

• Haussicherheit
• Energieeinsparung
• Smartes Produkt und Anwendung basierend auf IoT

5)Bluetooth :

Offener Standard für die Entwicklung von Personal Area Network (PAN).Es zeichnet sich durch niedrige Kosten, geringen Stromverbrauch und eine kurze Reichweite von typischerweise 10 Metern aus.Es kann Informationen mit anderen Bluetooth-Geräten über Funk austauschen.Es wird für die Schaffung eines kleinen Netzwerks von Geräten verwendet, die sich in der Nähe voneinander befinden.Es unterstützt IEEE802.15.4 und arbeitet im 2,4GHz-Frequenzbereich.

Vorteile und Nachteile von Bluetooth :

Vorteile:

• Es ist billig
• Einfach zu installieren
• Es ist drahtlos
• Es ist kostenlos zu benutzen, wenn das Gerät damit installiert ist.
• Es macht die Verbindung mit verschiedenen Geräten bequem

Nachteile:

• Es kann gehackt werden
• Wenn es auf einem Handy installiert ist, ist es anfällig für den Empfang von Handyviren
• Es ermöglicht nur eine Kommunikation über kurze Strecken zwischen Geräten
• Es kann nur zwei Geräte gleichzeitig verbinden
• Es kann die Verbindung unter bestimmten Bedingungen verlieren

Anwendungen von Bluetooth:

• Drahtlose Vernetzung zwischen Laptops und Desktop-Computern oder Desktops, die sich auf engem Raum befinden und wenig Bandbreite benötigen.
• Die Übertragung von Dateien, Bildern und MP3, zwischen Mobiltelefonen.
• Headsets mit Bluetooth-Technologie für Smartphones und Handys.
• Datenerfassungsgeräte, die Daten über Bluetooth-Technologie an einen Computer übertragen.

Nachfolgend ein Vergleich von Wifi, Z-wave, Zigbee und Bluetooth in verschiedenen Begriffen.

6)RF(Radio Frequency) :

Integrierte Schaltkreise, die zum Senden und/oder Empfangen von Funksignalen entwickelt wurden.Sie haben einen Funksender und/oder -empfänger.Ein Überbegriff, der viele verschiedene Teile der Hardware umfasst.Es funktioniert mit mehreren verschiedenen drahtlosen Protokollen. Antennen werden zum Senden und Empfangen von Daten verwendet.Es verwendet entweder drahtlose serielle oder ein spezifisches Protokoll.Die Signale, die Daten oder Informationen enthalten, werden moduliert.

Anwendung des RF-Moduls:

• Fahrzeugüberwachung
• Fernsteuerung
• Telemetrie
• Kleines drahtloses Netzwerk
• Drahtlose Zählerablesung
• Zugangskontrollsysteme
• Drahtlose Haussicherheitssysteme
• Industrielles Datenerfassungssystem
• Funketikettenlesung.
• RF kontaktlose Chipkarten

7)6LOWPAN :

6LoWPAN ist ein Akronym für IPv6 über drahtlose Personal Area Networks mit geringer Leistung… 6LoWPAN ermöglicht es also auch kleinsten Geräten mit begrenzter Verarbeitungsfähigkeit, Informationen drahtlos über ein Internetprotokoll zu übertragen.

Anwendungen von 6LowPAN :

• Gerätezustandsüberwachung
• Umgebungsüberwachung
• Sicherheit
• Hausautomation
• Gebäudeautomation

8)3G/4G(LTE) :

3G Technologie:

• 3G Technologie bezieht sich auf die dritte Generation, die im Jahr 2000 eingeführt wurde.Die Datenübertragungsgeschwindigkeit stieg von 144kbps- 2Mbps.Typischerweise werden Smart Phones genannt und die Funktionen erhöhten die Bandbreite und die Datenübertragungsraten, um webbasierte Anwendungen und Audio- und Videodateien unterzubringen.

Vorteile von 3G:

• Schnellere Kommunikation
• Senden/Empfangen großer E-Mail-Nachrichten
• Hochgeschwindigkeits-Web / Mehr Sicherheit
• Videokonferenzen / 3D-Spiele
• TV-Streaming/ Mobiles Fernsehen/ Telefonieren
• Große Kapazitäten und Breitbandfähigkeiten

Nachteile von 3G:

• Teure Gebühren für 3G-Lizenzdienste
• Es war eine Herausforderung, die Infrastruktur für 3G aufzubauen
• Hoher Bandbreitenbedarf.
• Teure 3G-Telefone.

4G-Technologie:

• 4G-Technologie bezieht sich auf die vierte Generation, die in den späten 2000er Jahren eingeführt wurde und eine Geschwindigkeit von 100Mbps bis 1Gbps bietet.Einer der grundlegenden Begriffe für 4G ist MAGIC. MAGIC steht für Mobile Multimedia, Anytime Anywhere, Global Mobility Support, Integrated Wireless Solution, Customized Personal Services und wird auch als Mobile Broadband Everywhere bezeichnet.

Die Vorteile von 4G sind die gleichen wie die von 3G.

Nachteile von 4G:

• Batterieverbrauch ist höher
• Schwer zu implementieren
• Komplizierte Hardware erforderlich
• Teure Geräte für die Implementierung des Netzes der nächsten Generation erforderlich.

Untenstehende Abbildung zeigt den Vergleich zwischen 3G und 4G.

9)NFC :

NFC ist die Abkürzung für Near Field Communication und ist eine drahtlose Hochfrequenz-Kommunikationstechnologie mit kurzer Reichweite, die den Austausch von Daten zwischen Geräten ermöglicht.Sie ermöglicht es zwei elektronischen Geräten, von denen eines in der Regel ein tragbares Gerät wie ein Smartphone ist, miteinander zu kommunizieren, indem sie sich bis zu 4 cm voneinander entfernen.

Vor- und Nachteile von NFC:

Vorteile:

• Weite Forschung und Verfügbarkeit.
• Kann in verschiedenen Situationen verwendet werden.
• Sehr einfach zu bedienen.
• Mehrwertdienste.
• Kompatibel mit bestehender RFID-Infrastruktur.

Nachteile:

• Funktioniert nur in kurzen Entfernungen
• Niedrige Datenübertragungsrate
• Kann für Handelsunternehmen anfangs kostspielig sein, die Technologie zu übernehmen

Anwendungen von NFC:

• Ihr Telefon ist Ihre Reisekarte.
• Tauschen Sie Daten und Dateien zwischen Geräten aus.
• Informationen durch Berühren von Smartpostern abrufen.
• Dein Telefon ist deine Kredit-/Debitkarte.

Es gibt noch einige andere Kommunikationsprotokolle, aber das sind die, die weit verbreitet sind und benutzt werden.