物聯網與無線通信技術

劉同壯+賈超偉+桑運曉

摘 要：無線網絡讓我們的生活變得十分便利，不只是手機、電腦、電視等，物聯網的出現使得無線網絡更加的貼近生活。物聯網的提出源于比爾蓋茨的《未來之路》一書中，限于當時傳感及無線網絡技術，物聯網并沒有引起太多重視，直到20世紀90年代，物聯網才真正得以發展。物聯網是互聯網不斷發展的產物，它代表著無線網絡發展的前沿科技，通過各種傳感設備，按照約定協議，實現無線網絡與物體之間的連接與通信，進而實現對物體的控制、監測。

關鍵詞：物聯網；無線網絡；通信

1物聯網的特性

物聯網的出現，帶動了無線網絡的進一步發展，現在市場上主要的無線網絡主要有WIFI、ZigBee、藍牙等。在物聯網中，無線網絡要確保一下幾點：1、網絡連接要保證傳輸準確，不能出現數據的丟失，要保證被控設備在可控范圍內。2、無線網絡的傳輸速度要快，能夠及時避免危險情況的發生。3、通用性要強，能適用于各種設備及操作系統。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據的竊取。

2 ZigBee的特性

ZigBee作為無線通信，其功耗非常低，這也是它的一大優勢，僅需要一節5號電池就可以使其工作，同時ZigBee還具有休眠模式。ZigBee的自組網，節點多，可以同時連接255個設備。ZigBee幾乎沒有什么延時，能夠滿足實時控制要求，安全可靠的優點十分適合于信息傳輸不大的工廠應用。ZigBee傳輸數據少，不能進行大數據的傳輸，而且傳輸速度慢成為限制發展的主要原因。

3 藍牙的特性

藍牙對于我們每個人來說并不陌生，智能手機、電腦以及電子穿戴設備中都有藍牙傳輸。藍牙的應用很廣泛，而且有很好的用戶基礎。藍牙隨時開啟和關閉而且連接速度快，體積小、功耗低、成本低、安全性高，正是這些特點使得藍牙迅速普及。小型單一設備還是可以，但對于復雜連接、遠距離通訊的物聯網來說，藍牙的能力稍顯不足。單一連接讓設備只能一對一通訊，因而不能進行組網，形成網絡互聯。

4 WIFI的特性

WIFI即IEEE802.11x，規定了協議的物理層（PHY）和媒體接入控制層（MAC），并依賴TCP/IP作為網絡層。WIFI的覆蓋率越來越高，各種移動終端的使用，使人們更加依賴于WIFI，無論是數據的傳輸、下載還是流媒體，WIFI都展示了其無可取代的地位。它應用率高，傳輸速度快、距離遠，可以進行大型數據的傳輸，最高傳輸速度可達300Mbps。WIFI的功耗較高，安全性差，隨著科技的不斷發展，一種新的WIFI標準802.11af。它使用從54MHz到698MHz范圍內的電視空白頻段或未使用的電視頻道，非常適合與長距離和非視距的傳輸。調制技術是采用BPSK、QPSK或QAM的OFDM，這樣可以實現真正意義上的低功耗。對于安全性問題，WIFI可以進行加密保護，目前安全系統最高的是WPA-PSK/WPA2-PSK，設置WIFI的時候建議選擇此種安全類型，同時密碼長度最好設置成16位以上，最好使用數字、字母、大小寫、特殊符號混排形式。

WIFI以其獨特的優勢占據著物聯網市場的大部分份額，WIFI存在于生活中的角角落落。開發周期短、費用低的優點讓WIFI在早期就得到快速發展。作為物聯網終端的手機、平板、電腦更是將WIFI的功能發揮到極致。下圖是三大主流無線網絡的技術特性對比。

5展望：

LTE Cat 0/1、窄帶物聯網、SIGFOX等新興無線網絡的出現，為物聯網的進一步完善提供的更多的可能，各種無線網絡技術在物聯網中發揮著各自的優勢，同時缺點因為變得更加明顯。人們對于物聯網要求更好的體驗，那么單獨一種無線網絡是無法滿足當前的需求，那就需要兩種或是幾種網絡的相互組合來實現，以便達到更好的體驗效果。

參考文獻：

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