在嵌入式系统中，常见的通信技术根据距离、速率、功耗和应用场景可分为以下几类：

一、有线通信技术

1. UART（异步串行通信）

   • 特点：简单、点对点、全双工，常用调试接口（如MCU与PC通信）。
   • 应用：传感器数据上传、Bootloader烧录。

2. I²C（Inter-Integrated Circuit）

   • 特点：两根线（SCL时钟线、SDA数据线），多主多从拓扑，低速（通常≤3.4 Mbps）。
   • 应用：板载传感器（温湿度）、EEPROM存储芯片通信。

3. SPI（Serial Peripheral Interface）

   • 特点：四线制（SCK、MOSI、MISO、CS），全双工高速（可达100+ Mbps），主从结构。
   • 应用：显示屏驱动、SD卡、Flash存储器通信。

4. CAN（Controller Area Network）

   • 特点：差分信号抗干扰，多主机仲裁机制，高可靠性。
   • 应用：汽车电子（ECU通信）、工业控制总线。

5. Ethernet（以太网）

   • 特点：高速（10Mbps~1Gbps）、支持TCP/IP协议栈。
   • 应用：工业网关、视频监控设备、需要联网的嵌入式设备。

6. USB（Universal Serial Bus）

   • 特点：支持热插拔，高速（USB2.0可达480Mbps，USB3.0达5Gbps）。
   • 应用：嵌入式设备数据同步、外设扩展（如摄像头）。

7. RS-232/RS-485

   • 特点：RS-232点对点（短距离），RS-485差分信号（长距离多节点）。
   • 应用：工业PLC通信、Modbus协议传输。

二、无线通信技术

1. 短距离无线

   • 蓝牙（BLE/Classic Bluetooth）
     • 特点：低功耗（BLE）、点对点或广播，速率1~3Mbps。
     • 应用：穿戴设备（手环）、无线耳机、智能家居控制。
   • Wi-Fi（IEEE 802.11）
     • 特点：高速（可达数百Mbps）、基于IP网络，功耗较高。
     • 应用：智能家居中枢、视频流传输（如IPC摄像头）。
   • Zigbee（IEEE 802.15.4）
     • 特点：低功耗、自组网（Mesh拓扑），速率250kbps。
     • 应用：智能照明系统、工业传感器网络。
   • NFC（近场通信）
     • 特点：极短距离（≤10cm），无源标签支持。
     • 应用：支付终端、设备快速配对。

2. 长距离无线

   • LoRa（Long Range）
     • 特点：低功耗广域网（LPWAN），传输距离达数公里。
     • 应用：农业物联网（土壤监测）、城市智慧电表。
   • NB-IoT（窄带物联网）
     • 特点：蜂窝网络覆盖，深度穿透，低功耗。
     • 应用：远程安防设备、智慧城市基础设施。
   • 4G/5G蜂窝网络
     • 特点：高带宽、低延迟（5G），支持移动性。
     • 应用：车载系统、远程工业设备监控。
   • Sub-1GHz（如Sigfox）
     • 特点：超远距离（农村场景可达50km），超低功耗。
     • 应用：资产追踪、偏远地区环境监测。

三、专用协议与工业总线

1. Modbus（基于RS-485/Ethernet）
   • 工业领域通用协议，用于PLC与设备通信。
2. MQTT/CoAP（物联网应用层协议）
   • 轻量级协议，适用于资源受限设备与云平台交互。
3. PROFIBUS/CANopen
   • 工业自动化专用实时通信协议。

选择依据

• 距离：板级（I²C/SPI）↔ 房间级（BLE/Wi-Fi）↔ 公里级（LoRa/NB-IoT）。
• 速率：低速控制（CAN）↔ 高速数据（SPI/Ethernet）。
• 功耗：电池设备优先BLE/LoRa，电源设备可用Wi-Fi/4G。
• 成本：简单控制选UART，复杂网络选以太网或无线模组。

根据具体需求（实时性、数据量、环境干扰等）选择合适技术是嵌入式设计的关键。