物聯(lián)網(wǎng)與無(wú)線通信技術(shù)

劉同壯+賈超偉+桑運(yùn)曉

摘 要：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)讓我們的生活變得十分便利，不只是手機(jī)、電腦、電視等，物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)使得無(wú)線網(wǎng)絡(luò)更加的貼近生活。物聯(lián)網(wǎng)的提出源于比爾蓋茨的《未來(lái)之路》一書中，限于當(dāng)時(shí)傳感及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，物聯(lián)網(wǎng)并沒(méi)有引起太多重視，直到20世紀(jì)90年代，物聯(lián)網(wǎng)才真正得以發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)不斷發(fā)展的產(chǎn)物，它代表著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的前沿科技，通過(guò)各種傳感設(shè)備，按照約定協(xié)議，實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與物體之間的連接與通信，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的控制、監(jiān)測(cè)。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；無(wú)線網(wǎng)絡(luò)；通信

1物聯(lián)網(wǎng)的特性

物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，帶動(dòng)了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展，現(xiàn)在市場(chǎng)上主要的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)主要有WIFI、ZigBee、藍(lán)牙等。在物聯(lián)網(wǎng)中，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)要確保一下幾點(diǎn)：1、網(wǎng)絡(luò)連接要保證傳輸準(zhǔn)確，不能出現(xiàn)數(shù)據(jù)的丟失，要保證被控設(shè)備在可控范圍內(nèi)。2、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度要快，能夠及時(shí)避免危險(xiǎn)情況的發(fā)生。3、通用性要強(qiáng)，能適用于各種設(shè)備及操作系統(tǒng)。4、安全性是一直討論的話題，安全性的保證能避免黑客的攻擊及數(shù)據(jù)的竊取。

2 ZigBee的特性

ZigBee作為無(wú)線通信，其功耗非常低，這也是它的一大優(yōu)勢(shì)，僅需要一節(jié)5號(hào)電池就可以使其工作，同時(shí)ZigBee還具有休眠模式。ZigBee的自組網(wǎng)，節(jié)點(diǎn)多，可以同時(shí)連接255個(gè)設(shè)備。ZigBee幾乎沒(méi)有什么延時(shí)，能夠滿足實(shí)時(shí)控制要求，安全可靠的優(yōu)點(diǎn)十分適合于信息傳輸不大的工廠應(yīng)用。ZigBee傳輸數(shù)據(jù)少，不能進(jìn)行大數(shù)據(jù)的傳輸，而且傳輸速度慢成為限制發(fā)展的主要原因。

3 藍(lán)牙的特性

藍(lán)牙對(duì)于我們每個(gè)人來(lái)說(shuō)并不陌生，智能手機(jī)、電腦以及電子穿戴設(shè)備中都有藍(lán)牙傳輸。藍(lán)牙的應(yīng)用很廣泛，而且有很好的用戶基礎(chǔ)。藍(lán)牙隨時(shí)開啟和關(guān)閉而且連接速度快，體積小、功耗低、成本低、安全性高，正是這些特點(diǎn)使得藍(lán)牙迅速普及。小型單一設(shè)備還是可以，但對(duì)于復(fù)雜連接、遠(yuǎn)距離通訊的物聯(lián)網(wǎng)來(lái)說(shuō)，藍(lán)牙的能力稍顯不足。單一連接讓設(shè)備只能一對(duì)一通訊，因而不能進(jìn)行組網(wǎng)，形成網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。

4 WIFI的特性

WIFI即IEEE802.11x，規(guī)定了協(xié)議的物理層（PHY）和媒體接入控制層（MAC），并依賴TCP/IP作為網(wǎng)絡(luò)層。WIFI的覆蓋率越來(lái)越高，各種移動(dòng)終端的使用，使人們更加依賴于WIFI，無(wú)論是數(shù)據(jù)的傳輸、下載還是流媒體，WIFI都展示了其無(wú)可取代的地位。它應(yīng)用率高，傳輸速度快、距離遠(yuǎn)，可以進(jìn)行大型數(shù)據(jù)的傳輸，最高傳輸速度可達(dá)300Mbps。WIFI的功耗較高，安全性差，隨著科技的不斷發(fā)展，一種新的WIFI標(biāo)準(zhǔn)802.11af。它使用從54MHz到698MHz范圍內(nèi)的電視空白頻段或未使用的電視頻道，非常適合與長(zhǎng)距離和非視距的傳輸。調(diào)制技術(shù)是采用BPSK、QPSK或QAM的OFDM，這樣可以實(shí)現(xiàn)真正意義上的低功耗。對(duì)于安全性問(wèn)題，WIFI可以進(jìn)行加密保護(hù)，目前安全系統(tǒng)最高的是WPA-PSK/WPA2-PSK，設(shè)置WIFI的時(shí)候建議選擇此種安全類型，同時(shí)密碼長(zhǎng)度最好設(shè)置成16位以上，最好使用數(shù)字、字母、大小寫、特殊符號(hào)混排形式。

WIFI以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)占據(jù)著物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的大部分份額，WIFI存在于生活中的角角落落。開發(fā)周期短、費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)讓W(xué)IFI在早期就得到快速發(fā)展。作為物聯(lián)網(wǎng)終端的手機(jī)、平板、電腦更是將WIFI的功能發(fā)揮到極致。下圖是三大主流無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)特性對(duì)比。

5展望：

LTE Cat 0/1、窄帶物聯(lián)網(wǎng)、SIGFOX等新興無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)，為物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步完善提供的更多的可能，各種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮著各自的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)缺點(diǎn)因?yàn)樽兊酶用黠@。人們對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)要求更好的體驗(yàn)，那么單獨(dú)一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是無(wú)法滿足當(dāng)前的需求，那就需要兩種或是幾種網(wǎng)絡(luò)的相互組合來(lái)實(shí)現(xiàn)，以便達(dá)到更好的體驗(yàn)效果。

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