3、物联网设备连接、网络类型与物理交互全解析

物联网设备连接、网络类型与物理交互全解析

1. 物联网通信基础

物联网通信信道是物联网的关键组成部分，主要由物联网网络构成，旨在提供端到端的 IPv6 连接，以支持异构设备和应用之间的交互。众多协议和技术实现了这种连接，但理解它们需要合适的方法。

从功能上看，物联网网络和大多数分组交换网络一样，由两类组件集成。一类是作为消息源和/或目的地的端点或主机，另一类是协助消息在网络中传播的路由器。主机和路由器通过链路与信道相连，形成通信系统。路由器支持多个主机，主机又连接到源和宿。通过分组交换，网络避免了端点之间专用链路的需求，路由器实现了资源的高效共享。

在物联网中，主机通常是传感器、执行器、控制器等设备，以及进行复杂决策的应用。路由器可以是专用设备，也可以是具有路由能力的传感器和执行器等，这样能加快部署速度、降低成本并提高硬件利用率。

链路根据信道性质可分为无线链路和有线链路。无线链路与自由传播相关，如地球大气、水下和自由空间中的天线之间的传播，像无线广播和卫星信道；有线链路与引导传播相关，包括铜导体（通过扭转减少电磁干扰）、同轴电缆（抗干扰能力强、带宽高）和光纤（无电磁干扰、传输速率高）。

在物联网中，选择无线还是有线解决方案取决于设备部署成本和时间。为支持大量设备，有线解决方案通常需要巨大的基础设施改变，成本高且部署时间长，因此电池供电的无线架构是最常见的物联网部署方式。当然，利用现有布线进行通信的有线场景也很受欢迎。

信号在传输过程中会受到信道噪声、干扰和多径传播引起的衰落影响，到达接收器时会衰减，受到特定信噪比（SNR）的影响。根据信道容量定理，更高的 SNR 通常意味着更高的传输速率，但在物联网网络中，为了延长电池