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物联参考

2026-05-08 10:07:49   0  举报

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大纲/内容

传感器

感知

物理分类：

环境传感器：              温度、湿度、气压、气体、光照、声音、雨量。 运动传感器：              加速度计、陀螺仪、磁力计（组合起来做姿态解算）、震动。 位置传感器：              GPS/北斗模块、超声波测距、红外距离、激光雷达。 生物/化学传感器：      心率、血氧、肌电、pH值、电导率（水质监测）。 安全类：                     霍尔传感器（磁场）、烟雾、人体红外（PIR）、门磁。

输出信号分类：

数字输出：  直接出数字量，最简单。如DHT22（温湿度）、DS18B20（温度），走单总线或I2C/SPI。开发时只需看懂时序图，用代码读取寄存器。 模拟输出：  输出0~3.3V电压信号，需要主控的ADC（模数转换器）采集。比如土壤湿度传感器、光敏电阻。 开关量：     只有高低电平，像按键、震动开关、人体红外传感器，接一个GPIO引脚读状态即可。 总线式：     传感器本身带协议栈，如很多空气质量传感器走串口，返回的是数据帧。

执行

数字输出：   直接出数字量，最简单。如DHT22（温湿度）、DS18B20（温度），走单总线或I2C/SPI。开发时只需看懂时序图，用代码读取寄存器。 模拟输出：   输出0~3.3V电压信号，需要主控的ADC（模数转换器）采集。比如土壤湿度传感器、光敏电阻。 开关量：      只有高低电平，像按键、震动开关、人体红外传感器，接一个GPIO引脚读状态即可。 总线式：      传感器本身带协议栈，如很多空气质量传感器走串口，返回的是数据帧。

主控芯片

类型

代表

特点

场景

微控制器(MCU) 

ESP32(推荐)、STM32、Arduino Uno

单核、极低功耗、裸机编程或跑FreeRTOS、直接控制引脚、集成了WiFi/蓝牙

传感器节点、低功耗电池设备、简单控制

微处理器(MPU)

树莓派、全志、NXP i.MX

多核、主频高、可运行Linux/Windows IoT、内存大、外设丰富(USB,HDMI)

边缘网关、需要处理复杂逻辑、图像识别、本地数据库

专门芯片

Nordic nRF52系列(主打蓝牙)、TI CC2530(Zigbee)

超低功耗，专门无线协议栈

蓝牙信标、Zigbee传感器网络

网络

组网

结构

特性

代表

星型网络（以Wi-Fi路由器为典型）

所有设备都直接连到一个中心节点（路由器/网关）。设备之间不通信，必须经由中心节点转发。

架构简单：设备只需对接中心，实现和排查都很容易。 覆盖受限：设备必须在中心信号范围内，单点覆盖半径通常几十到百余米。 单点风险：中心挂掉，全网瘫痪。 功耗较高：设备必须保持和中心的实时连接（Wi-Fi尤甚），不适合电池供电传感器。 扩展性：    受中心并发能力和信道带宽限制，带十几到几十个设备常见，百个以上压力大。

家里的Wi-Fi局域网、LoRaWAN（节点→网关）、传统蓝牙

（✔）

Mesh网络（网状网）

每个节点既能发送，也能接收和转发别人的消息，像一张打结的渔网。数据可以从一个节点跳过多跳到达网关，即使源节点离网关很远。

自愈性强：一条路堵了，数据自动绕行其他节点。某个节点断电，网络会重新找路（自组网）。 覆盖灵活：只需保证相邻节点互通，整体覆盖可以无限延展（多加节点）。很适合墙壁多、结构复杂的家居环境。 低功耗可能：终端节点可深度休眠，由一直供电的路由节点（如灯泡、插座）帮忙转发。 容量大：理论上支持数万个节点。 延迟和带宽：多跳会引入延迟，每跳带宽减半。所以不适合传视频，适合小数据指令。 复杂度高：路由协议较复杂，需要合理规划网络中常供电的路由节点数量。

Zigbee、Thread、BLE Mesh（智能家居传感器网络）

（×）

蜂窝网络（Cellular，如NB-IoT、4G、5G）

由运营商建设的宏基站（铁塔）组成一个个“蜂窝小区”，设备直连基站，基站再连到核心网。设备可以跨小区移动，会话自动切换。

广域覆盖：单基站覆盖半径几百米到十几公里，有运营商信号的地方就能用。 移动性：天生支持高速移动中的无缝漫游（Cat-M、5G；NB-IoT只支持重选小区，不保持连接）。 管理服务：不需要自己建网关、对频点、维护网络，运营商提供QoS、鉴权。 功耗低（特定技术）：NB-IoT用PSM和eDRX模式，电池能扛十年。 每设备需SIM卡：需要缴纳通信费，海量设备成本需核算。 带宽多样：从NB-IoT的50kbps到5G的Gbps都有。

家共享单车锁、智能水表（NB-IoT）、车队管理（Cat-M）、工业相机（5G）。

(-)

无线通信

技术

频段

速率

距离

功耗

组网方式

场景

Wi-Fi (802.11n/ac)

2.4/5GHz