物联网的产业链可分感知层、传输层、智能应用层三个环节,无线通信技术是实现物物相连基本关键技术之一。中兴智能基于Wi-Fi技术
RFID定位系统成为物联网的应用案例。主要介绍无线技术在物联网中应用。物联网系统中无线通信技术以及局域网定位系统应用内容如下:
物联网(Internet of Things),指将各种信息的传感设备,如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置跟互联网结合起来形成的一个巨大的网络,将沟通从任何时间任何地点任何人之间沟通连接扩展到人跟物(Human to Thing)和物与物(Thing to Thing)之间沟通连接。
通过在物品的上面嵌入
电子标签、条形码等能够把存储物体信息的标识,通过无线网络方式把其即时信息发送到了后台的信息处理系统,然而各大信息系统能够互联形成了一个庞大的网络。从而可以达到对物品进行实施跟踪、监控等智能化管理的目的。通俗来讲,物联网可以实现人与物之间的信息沟通。
物联网产业链能细分为标识、感知、处理跟信息传送四个环节,每个环节关键技术分别为RFID、传感器、智能芯片跟电信运营商的无线传输网络。未来物联网发展将经历四个阶段,2010年之前RFID被广泛的应用于物流、零售跟制药领域,2010-2015年物体互联,2015-2020年物体进入半智能化,2020年之后物件进入全智能化。
物联网的感知与传输
物联网的用途广泛,能够运用于城市公共安全、工业安全生产、环境监控、智能交通、智能家居、公共卫生、健康监测等多个领域,让人们享受到更加安全轻松生活。
物联网应用可分为三层:
(1)传感网络,即以二维码、RFID、传感器为主,实现“物”的识别;
(2)传输网络,即使通过现有的互联网、广电网络、通信网络等实现数据的传输与计算;
(3)应用网络,即输入输出控制终端,可基于现有的手机、个人电脑等终端进行。
在“物联网”中,RFID标签中存储着规范而具有互用性信息,通过无线数据通信网络把它们自动采集到了中央信息系统,实现了物品的识别,进而通过开放性计算器网络实现信息交换跟共享,实现了对物品的“透明”管理。
在物联网中,系统应用流程如下:
(1)对物体属性进行的标识,属性包括静态跟动态的属性,静态属性能直接存储在标签中,动态属性需要先由传感器实时探测;
(2)识别设备完成对物体属性读取,并且将信息转换为适合网络传输的数据格式;
(3)将物体信息通过网络传输到信息处理中心,由处理中心完成物体通信相关的计算。
无线通信技术简介
4.1 蓝牙技术
蓝牙技术(bluetooth)是一种无线数据跟语音通信的开放性的全球规范,其实质内容是为固定设备或者移动设备之间的通信环境建立通用的近距的无线接口,将通信技术跟计算机技术进一步结合起来,使各种设备在没有电线或者电缆相互连接的情况下,能在近距离范围内实现相互通信或操作。其传输频段为全球公众通用的2.4GHz ISM 频段,提供了1Mbps 的传输速率和10m 的传输距离。
4.2 Wi-Fi技术
Wi-Fi(Wireless Fidelity)也是一种无线的通信协议,正式名称是IEEE802.11b,与蓝牙一样,都属于短距离无线通信技术。Wi-Fi 速率最高可以达11Mb/s。虽然在数据安全性方面比蓝牙技术差一些,但是在电波的覆盖范围方面却略胜一筹,可达100 m 左右。Wi-Fi 是以太网一种无线扩展,理论上只要用户位于一个接入点四周一定区域内,就能以最高约11Mb/s 的速度接入Web。但实际上,如果有多个用户同时通过了一个点接入,带宽被多个用户来分享,Wi-Fi 的连接速度一般将只有几百kb/s 信号不受墙壁阻隔,但是在建筑物内的有效传输距离小于户外。
4.3 UWB 技术
UWB(UltraWideband)是一种无线载波通信技术,它不采用正弦载波,是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,因此其所占的频谱范围很宽。UWB 可以在非常宽的带宽上传输信号,美国FCC 对UWB的规定为:在3.1~10.6GHz频段中占用500MHz 以上的带宽。由于UWB可以利用低功耗、低复杂度发射/接收机实现高速数据传输,在近年来得到迅速的发展。它在非常宽的频谱范围内采用低功率脉冲传送数据而不会对常规窄带无线通信系统造成大干扰,并且可充分利用频谱资源。基于UWB技术而构建的高速率数据收发机有着广泛用途。
4.4 ZigBee技术
ZigBee 主要应用在短距离范围之内且数据传输速率不高的各种电子设备之间。ZigBee 名字来源于蜂群使用赖以生存跟发展的通信方式,蜜蜂通过跳ZigZag 形状的舞蹈来分享新发现食物源的位置、距离跟方向等信息。
ZigBee使用2.4 GHz波段,采用是跳频技术。与蓝牙相比,ZigBee更简单、速率更慢、功率及费用也更低。它基本的速率是250kb/s,当降低到了28kb/s 时,传输范围以能够大到134m,且获得更高的可靠性。另外,它能够与254 个节点联网。能比蓝牙更好地支持游戏、消费电子、仪器跟家庭自动化应用。人们期望能在工业监控、传感器网络、家庭监控、安全系统跟玩具等领域拓展ZigBee的应用。
4.5 IrDA技术
红外线数据协会IrDA(Infrared Data Association)成立于1993年。IrDA是一种利用红外线进行点对点通信技术,是第一个实现无线个人局域网(PAN)技术。IrDA的主要优点是无需申请频率使用权,因而红外通信成本低廉。并且还具有移动通信所需体积小、功耗低、连接方便、简单易用特点。此外,红外线发射角度较小,传输上的安全性高。
4.6 专用无线系统
专用无线系统主要包含一些专用频段和公用频段的无线系统,主要用于数据传输或者语音传输。用于数字传输的系统有无线抄表系统,远程监控等;用于语音传输系统有无线寻呼系统,对讲机等。同时具有两种功能系统如公安系统专用安防监控系统。