以太網

以太網（Ethernet）是一種局域網通信技術， IEEE組織的IEEE 802.3標準制定了以太網的技術標準，它規定了包括物理層的連線、電子信號和介質訪問層協議的內容。 以太網使用雙絞線作為傳輸媒介，在沒有中繼的情況下，最遠可以覆蓋200米的范圍。最普及的以太網類型數據傳輸速率為100Mb/s，更新的標準則支持1KMb/s和10KMb/s的速率。

以太網技術的最大優點是它是目前應用最普遍的局域網技術，已經逐步取代了其他局域網標準如令牌環、FDDI和ARCNET等。現在我們熟悉的互聯網就是指所有這些大大小小的局域網連接在一起以后，形成的覆蓋全球的網絡。

串口通信技術

串口（Serial port）是一種非常通用的用于設備之間通信的接口，也廣泛用于設備以及儀器儀表之間的通信。常見的串口有RS-232（使用 25 針或 9 針連接器）和工業電腦應用的半雙工RS-485與全雙工RS-422。

串口通信使用串行方式進行通信，即串口按位（bit）發送和接收字節序列，典型地，串口用于ASCII碼字符的傳輸。串口通信使用3根線完成：地線，發送和接收。串口通信可以在使用發送線發送數據的同時用接受線接收數據，它很簡單并且能夠實現較遠距離的通信，其通信長度可達1200米。

*優點*

串口通信的最大有點就是普及率高，串口至今PC電腦還是標配，通常為了方便連接打印機，大部分的工業設備都有串口，那些沒有串口的設備，在其開發時，常見方法也是通過串口連接到進行開發的電腦上的，因此串口是設備進行通信的最簡單最容易的方法。

另外值得一提的是，如果不考慮連接串口的線纜，串口通信的成本非常低。

*缺點*

串口通信的組網能力差，雖然通常情況比無線穩定，但是在工業環境中，也容易受到線纜所處環境的電磁影響出現通信不穩定，甚至串口燒壞的情況。串口的通信速度以太網比起來還是有很大差距，一般來講，只適合低速率和小數據量的通信。

Modbus

同前面幾種通信技術不一樣，通常認為Modbus只是使用串行方式進行通信的應用層協議標準，它并不包含電氣方面的規范。Modbus最初是Modicon于1979年為使用可編程邏輯控制器（PLC）通信而發表的，后來衍生出Modbus RTU，Modbus ASCII和Modbus TCP三種模式，前兩種所用的物理接口是上面介紹的串口，后一種使用Ethernet接口。

隨著PLC在工業領域的廣泛應用，Modbus也成為工業領域最受歡迎的通信協議，它采用主/從（Master/Slave）方式通信，即一對多的方式連接，一個主控制器最多可以支持247個從屬控制器。

*優點*

Modbus的主要優點有：

* 標準化、開放，免費使用，無許可證費，無需知識產權授權。* 支持多種電氣接口，如串口和Ethernet接口等，支持多種傳輸介質，如雙絞線、光纖、無線等。* Modbus協議的幀格式簡單、緊湊，通俗易懂。易開發，易用。

*缺點*

Modbus主要存在以下問題：

* 組網能力差，只有主從方式通信* 網絡規模有限，從屬控制器數量限制了網絡規模* 安全性差，無認證、無權限管理，明文傳輸使得它在非受控環境下是非常有風險的

GPRS

GPRS是*通用分組無線電服務*（General Packet Radio Service）的縮寫，GPRS是終端和通信基站之間的一種遠程通信技術。

無線電服務最早采用模擬通信技術，被成為第一代移動通信技術，后來采用數字通信技術，稱為第二代移動通信技術，其中全球移動通訊系統（Global System for Mobile Communications），即GSM的應用最廣泛最為成功。GSM主要是為了傳輸話音設計的，話音在傳輸時，獨占一個頻道。

GPRS可說是GSM的延續，它以封包方式來傳輸數據，不獨占頻道，因此可以較好利用GSM上空閑的頻道資源。GPRS的傳輸速率可達到56~114Kbps。用戶使用該項數據業務，可以連接到電信運營商的通信基站，進而連接到互聯網，獲取互聯網信息。GPRS由歐洲電信標準委員會（ETSI）推出，后來移交給第三代合作伙伴計劃（3rd Generation Partnership Project）即3GPP負責。

*優點*

由于GSM的網絡信號覆蓋范圍很廣，實際上可以使用GPRS業務的地域也很廣，這是GPRS技術的主要優點。

其次，GPRS終端可以在信號覆蓋范圍內自由地漫游，開發商無需在開發任何其他通信設備（由運營商負責），用戶使用方便。

最后，由于移動通信終端的普及，其成本已經大大降低，因此在物聯網中采用GPRS通信技術，其硬件成本相比Wi-Fi或者ZigBee都有較大的優勢。

*缺點*

GPRS終端在通信時要使用電信運營商的基礎設施，因此需要繳納一定的費用，即數據流量費，這個服務費用限制了大量設備連接到網絡。

GPRS的速率較低，是另外一個問題。

GPRS通信質量受信號強弱影響較大，無信號覆蓋或者較弱的地方通信效果很差，可能影響業務的完成。

NFC

NFC，Near-field communication，中文常翻譯為近場通信。NFC是一種短距高頻的無線電技術，屬于RFID技術的一種，工作頻率在13.56MHz，有效工作距離在20cm以內。其傳輸速度有106Kb/s、212Kb/s或者424Kb/s三種。通過卡、讀卡器以及點對點三種業務模式進行數據讀取與交換。

NFC最早是于2002年由飛利浦半導體、諾基亞和索尼共同研發。2004年，NFC論壇成立，致力于近場通信技術的標準化和推廣。

*優點*

* NFC通信距離非常短，但因此通信保密性好。* NFC卡無功耗，讀卡器功耗也較低，可以適用于很多無功耗，或者低功耗的應用場景中。* NFC方案的成本較低，尤其是NFC卡成本非常低，特別適合覆蓋大量非智能物體。

NFC通信技術目前在移動支付和消費類電子等方面有廣泛的應用。例如很多手機都已經支持NFC應用，公交卡這類的小額支付系統都是使用的NFC技術。

*缺點*

NFC沒有其他無線通信那種無線信號被竊聽的風險，但是其NFC卡過于簡單以及被動式響應的設計也是不安全的因素。見到報道的風險例如：即NFC銀行卡內的交易信息，很容易被其他讀卡器，甚至智能手機讀取。

另外，如通信距離短，通信速率低，也是它的缺點，這限制了NFC只適合特定的某些物聯網應用。

LoRa

*LoRa*來源于Long Range這個單詞，是一種長距離通信的通信技術。LoRa技術基于線性Chirp擴頻調制，延續了移頻鍵控調制的低功耗特性，但是大大增加了通信范圍。 Chirp擴頻調制有長距離傳輸以及很好的抗干擾性，已經在軍事和航天通信方面應用多年。極端情況下，LoRa的單個網關或者基站可以覆蓋整個城市或者幾十公里。

*LoRa的應用場景*

LoRa技術應用典型場景包括：超長電池壽命（幾年），節點之間長距離通信，低速率（如每小時只要傳遞幾次數據）。和NB-IoT技術一樣，也可以犧牲低功耗指標來提高速率。