短距離無線通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用

摘 要：隨著物聯(lián)網(wǎng)時代的到來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)悄無聲息地滲透到我們生活、學(xué)習(xí)和工作中的方方面面，為我們提供了極大的便利。短距離無線通信技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中常見的一種技術(shù)，它具有低成本和便于操作的優(yōu)勢，還能利用它實(shí)現(xiàn)快速獲取信息數(shù)據(jù)。本文正是基于這一視角，從短距離無線通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中的優(yōu)勢入手，對常見的短距離無線通信技術(shù)進(jìn)行了分析，并以物聯(lián)網(wǎng)智能家居中的Bluetooth技術(shù)、ZigBee技術(shù)為例，就短距離無線通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用進(jìn)行了舉例說明，以推動物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)水平的提升。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)；短距離無線通信技術(shù)；應(yīng)用

中圖分類號：TN92 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2018）04-0185-03

Abstract：With the advent of the age of the internet of things，the technology of the internet of things has quietly penetrated into all aspects of our life，study and work，which has provided us with great convenience. Short range wireless communication technology is a common technology in the construction of the internet of things. To strengthen its application，it not only has the advantages of low cost and easy to operate，but also can make use of it to obtain information data quickly. This paper is based on this perspective，starting with the advantages of short distance wireless communication technology in the construction of internet of things，analyses the common short distance wireless communication technology，and takes the Bluetooth technology and ZigBee technology in the intelligent home of the internet of things as an example，and carries out the application of short distance wireless communication technology in the construction of the internet of things. For example，to promote the level of construction of IOT.

Keywords：construction of internet of things；short distance wireless communication technology；application

0 引 言

物聯(lián)網(wǎng)是以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，以實(shí)現(xiàn)物物相連為目的，并借助信息傳感設(shè)備，在一定的約定協(xié)議下，將任何物品與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接，從而實(shí)現(xiàn)信息的交換，所以物聯(lián)網(wǎng)是集智能化識別和定位以及跟蹤與管理于一體的網(wǎng)絡(luò)。在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中加強(qiáng)短距離無線通信技術(shù)的應(yīng)用，由于短距離無線通信技術(shù)的類型較多，需要結(jié)合短距離無線通信技術(shù)的類型和物聯(lián)網(wǎng)實(shí)際建設(shè)的需要，針對性的建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)，發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢的同時，降低其成本。

1 短距離無線通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中應(yīng)用的優(yōu)勢分析

1.1 信息傳輸方面的優(yōu)勢

將短距離無線通信技術(shù)應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)之中，能縮短不同電子設(shè)備之間的通信距離，且在信息傳遞中不需要線路等輔助設(shè)施，點(diǎn)對點(diǎn)的連接，所以信息傳輸速度十分迅速。

1.2 傳輸資源方面的優(yōu)勢

短距離無線通信技術(shù)不僅距離短，而且成本較低，尤其是其有著較廣的應(yīng)用范圍。在信息資源傳輸中，有著豐富的傳遞形式，且傳遞的內(nèi)容能結(jié)合用戶的實(shí)際需求定制，因而在傳輸資源方面具有多元化、便捷化、人性化的優(yōu)勢。

1.3 信息安全方面的優(yōu)勢

短距離無線通信技術(shù)在信息傳輸中具有較強(qiáng)的安全性，在整個信息傳輸?shù)倪^程中有著各自的加密處置方式，在確保信息全面?zhèn)鬏數(shù)耐瑫r，還能確保其得到有效的傳輸，所以在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中，加強(qiáng)短距離無線通信技術(shù)的應(yīng)用能確保信息傳遞的安全性。

2 常見的短距離無線通信技術(shù)

常見的短距離無線通信技術(shù)較多，在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中加強(qiáng)對其的應(yīng)用，需要我們結(jié)合短距離無線通信技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢，確保其應(yīng)用的針對性，以提升物聯(lián)網(wǎng)地建設(shè)成效，發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢。常見的短距離無線通信技術(shù)主要有以下幾種。

2.1 Bluetooth技術(shù)及其應(yīng)用分析

Bluetooth技術(shù)就是我們常見的藍(lán)牙技術(shù)，在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中加強(qiáng)Bluetooth技術(shù)的應(yīng)用，主要是將語言通信與無線信息傳遞技術(shù)進(jìn)行有效的整合。在實(shí)際應(yīng)用中，具有較強(qiáng)的開放性和整合性，加強(qiáng)對其的應(yīng)用能減少電子設(shè)備間的成本資源與能源的消耗，這樣才將物聯(lián)網(wǎng)的傳輸速度加快。采用統(tǒng)一的傳遞頻率，傳輸速度一般是1Mb/s，并以數(shù)據(jù)包的方式根基時隙進(jìn)行傳送。在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中，主要是加強(qiáng)對其跳頻技術(shù)、糾錯技術(shù)和微微網(wǎng)的應(yīng)用。

2.2 WiFi技術(shù)

WiFi技術(shù)目前已經(jīng)十分成熟，傳遞速度較快。在實(shí)際應(yīng)用中，不用橋接就能與互聯(lián)網(wǎng)相連，與手機(jī)可以實(shí)現(xiàn)無縫通信。這樣能節(jié)省布線成本，而且還能降低安裝維護(hù)成本，并且可以利用互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，同時還能在局域網(wǎng)內(nèi)部對設(shè)備進(jìn)行本地控制。加上當(dāng)前智能手機(jī)的普及，WiFi頻繁的應(yīng)用，使其在各種場景中得到了有效的應(yīng)用。在實(shí)際應(yīng)用中，需要做好WiFi模塊設(shè)備設(shè)計(jì)和相應(yīng)應(yīng)用軟件的開發(fā)。

2.3 Ir DA技術(shù)

Ir DA技術(shù)是基于紅外線的點(diǎn)對點(diǎn)通信技術(shù)，由紅外線數(shù)據(jù)協(xié)會建立的一種通信協(xié)議。與Bluetooth技術(shù)和WiFi技術(shù)類似，它能實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸。不僅不用申請頻率使用權(quán)，而且具有功率較低、體積小、通信成本低廉、便于連接、距離短、應(yīng)用簡單、無有害輻射等方面的優(yōu)勢。

2.4 ZigBee技術(shù)

ZigBee技術(shù)基于IEEE802.15.4協(xié)議，具有距離短和功耗低的優(yōu)勢，因而在自動控制與遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域中嵌入了相應(yīng)的設(shè)備。它采用CSMA-CA碰撞避免機(jī)制，MAC層中能完全確認(rèn)數(shù)據(jù)傳輸，所有發(fā)送不需要在接收方確認(rèn)之后才能接受，具有較強(qiáng)的自組織能力與自愈能力。不僅數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾瘦^低，而且功耗和成本較低，加上網(wǎng)絡(luò)容量較大，延時短，有著靈活的工作頻段，目前在工農(nóng)業(yè)和商業(yè)的監(jiān)視、傳感器、自動化控制中得到了應(yīng)用，另外在家庭自動化、PC外圍設(shè)備、消費(fèi)電子、個人健康監(jiān)護(hù)等方面的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用也較為突出。

3 短距離無線通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用——以物聯(lián)網(wǎng)智能家居中的藍(lán)牙技術(shù)為例

3.1 概述智能家居

智能家居又叫智能住宅，主要基于住宅這一平臺，采取綜合布線、網(wǎng)絡(luò)通信、智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案安全防范、自動控制、音視頻等技術(shù)，將家居生活中的相關(guān)設(shè)施進(jìn)行有效的集成，從而高效地構(gòu)建住宅設(shè)施和家庭日常事務(wù)相連的管理系統(tǒng)，不僅能提升家居的安全舒適性、藝術(shù)性和便利性，還能營造環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。在智能家居系統(tǒng)中，包含了家居布線、家庭網(wǎng)絡(luò)、智能家居中央控制管理、家居照明控制、家庭安防、背景音樂、家庭影院與智能家居單戶系統(tǒng)圖多媒體、家庭環(huán)境控制等子系統(tǒng)。

3.2 智能家居中藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用

因?yàn)锽luetooth技術(shù)不僅成本較低，而且功耗較低，有著較高的傳輸速度，具有可靠性與兼容性，所以利用Bluetooth技術(shù)加強(qiáng)智能家居系統(tǒng)的構(gòu)建顯得尤為必要，這為物聯(lián)網(wǎng)智能家居的實(shí)現(xiàn)提供了可能。在物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)中加強(qiáng)Bluetooth技術(shù)的應(yīng)用，需要做好以下幾個方面的工作。

3.2.1 家庭環(huán)境控制中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的主要功能是控制家庭的居住環(huán)境，對家庭中的溫濕度、光照度、空氣質(zhì)量、熱水器等進(jìn)行自動化或者遠(yuǎn)程化控制。因?yàn)楫?dāng)前環(huán)境問題已成為關(guān)乎人類身體健康的重要問題，所以優(yōu)化家庭環(huán)境顯得尤為重要，在促進(jìn)人們生存條件改善的同時，還可以促進(jìn)家庭生活質(zhì)量的提升。

3.2.2 能源監(jiān)視管理中的應(yīng)用

利用物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)對能源進(jìn)行監(jiān)視管理時，主要是對家庭內(nèi)的水、電和燃?xì)庖约肮┡峁┒〞r開關(guān)的功能，這樣電器就能自動關(guān)燈或關(guān)閉，節(jié)省家庭開支的同時，還能達(dá)到節(jié)能的效果。當(dāng)家中無人時，它會對供暖溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，還可以在電費(fèi)較低時段將電器開啟等。

3.2.3 家庭流量計(jì)費(fèi)中的應(yīng)用

利用Bluetooth技術(shù)構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)之后，不僅可以對家庭環(huán)境進(jìn)行控制、對能源進(jìn)行監(jiān)視和管理，還能對家庭流量計(jì)費(fèi)采取遠(yuǎn)傳計(jì)量的方式進(jìn)行控制。主要是在每個房間內(nèi)安裝好遠(yuǎn)傳裝置，利用專業(yè)布線系統(tǒng)將每個接點(diǎn)的流量控制器實(shí)現(xiàn)有效的連接，最后匯總到物業(yè)管理中心實(shí)施上位管理，并將Bluetooth技術(shù)在智能家居系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用，這樣可以應(yīng)用三表遠(yuǎn)傳流量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，并在藍(lán)牙芯片裝置中植入程序，再將其植入流量表中，從而省掉流量表和接點(diǎn)控制器的連接線，且每個計(jì)量的末端均采取無線的方式，降低系統(tǒng)因線輪損壞導(dǎo)致系統(tǒng)故障的幾率，有效地提升系統(tǒng)可靠性。

3.2.4 安防系統(tǒng)中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)能給我們提供安全、舒適、便利和高效的生活環(huán)境。這主要得益于其具有安全家庭體系，不僅能保證人身、家庭財(cái)產(chǎn)和設(shè)備的安全，而且還能確保家庭中各項(xiàng)設(shè)備處于最佳的狀態(tài)。這就需要為其配置相應(yīng)的防衛(wèi)措施，比如電子門禁、電子防盜、玻璃破碎檢測報警、室內(nèi)漏水漏氣漏電檢測和報警系統(tǒng)，以及室內(nèi)有毒有害氣體的檢測系統(tǒng)、自動撥號報警系統(tǒng)等，并能及時傳輸?shù)街魅说氖謾C(jī)終端中。

4 基于ZigBee技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)智能家居的智能冰箱食品管理

在物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)中ZigBee技術(shù)的應(yīng)用范圍較為廣泛，本文主要以智能家居中智能冰箱食品管理為例，主要利用ZigBee技術(shù)的傳感器和RFID來實(shí)現(xiàn)。在智能系統(tǒng)中，借助傳感器來采集環(huán)境參數(shù)，再把環(huán)境參數(shù)和事先預(yù)設(shè)的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，從而更好地達(dá)到對冰箱的控制。ZigBee接點(diǎn)具備自動定位功能，可以在系統(tǒng)中將其顯示出來，這樣用戶能更好地掌握冰箱所在的位置，并對系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)。在利用RFID對智能冰箱內(nèi)的食品進(jìn)行管理時，能及時地讀取食品標(biāo)簽中的有關(guān)信息，這樣安卓監(jiān)控程序和遠(yuǎn)程能及時地進(jìn)行查看。

由于智能家居系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置了許多傳感器，大都隱藏在不易發(fā)現(xiàn)的角落，所以用戶要想及時地掌握傳感器所在的位置，及時地維護(hù)傳感器，就需要利用ZigBee技術(shù)的節(jié)點(diǎn)定位功能，利用安卓監(jiān)控程序直觀地查看ZigBee節(jié)點(diǎn)的具體位置。一般而言，在利用ZigBee技術(shù)中的節(jié)點(diǎn)定位功能時，主要使用RSSI定位功能，這樣不僅能快速對傳感器進(jìn)行定位，而且還可以不用實(shí)施定位操作就能將節(jié)點(diǎn)位置找出來。在智能冰箱系統(tǒng)中，主要借助安卓監(jiān)控程序來控制RFID的讀寫器，并將食品信息錄入EPC標(biāo)簽之中，這樣只要讀取標(biāo)簽內(nèi)的信息，就能掌握有關(guān)的食品信息。當(dāng)存入或者取出食物時，系統(tǒng)可以自動適時地獲取食品中的有關(guān)信息，借助安卓監(jiān)控程序定期給RFID讀寫器發(fā)送掃描的命令，對食品標(biāo)簽變化的情況進(jìn)行檢測。在周期計(jì)時過程中，主要利用安卓監(jiān)控程序來實(shí)現(xiàn)，一旦計(jì)時時間達(dá)到，就會使FIRD讀寫器來掃描食品，在食品信息讀取過程中，結(jié)合讀取的食品信息將已經(jīng)過期或者即將過期的食品的信息傳輸?shù)接脩舻氖謾C(jī)終端中，這樣用戶就能及時地進(jìn)行更換。

5 結(jié) 論

綜上所述，短距離無線通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用有著巨大的優(yōu)勢，需要我們在實(shí)際應(yīng)用中加強(qiáng)對其的應(yīng)用，切實(shí)提升物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的成效，著力滿足用戶的需求，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷地發(fā)展。

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作者簡介：吳文斌（1979.05-），男，漢族，上海人，高級業(yè)務(wù)經(jīng)理，中級工程師，本科。研究方向：通信工程。