物聯(lián)網(wǎng)和近距離無線通信技術(shù)

1、物聯(lián)網(wǎng)和近距離無線通信技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)和近距離無線通信技術(shù)2010年10月21日05:19物聯(lián)網(wǎng)和近距離無線通信技術(shù)福富軟件公司首席架構(gòu)師盧捍華1概述物聯(lián)網(wǎng)是從英語“TheInterofThings”翻譯而來的，它是一個很大的概念。當(dāng)前的電信網(wǎng)、Inter等網(wǎng)絡(luò)連接的主要是人與人、計算機與人、計算機和計算機，而物聯(lián)網(wǎng)意味著更加廣泛的互聯(lián)，包括人、計算機和其他物體。正因為這種廣泛的互聯(lián)，將使物聯(lián)網(wǎng)需要很多新的技術(shù)，也有很多個性和特點。這些都使得

2、其在網(wǎng)絡(luò)的組織、應(yīng)用和市場模式等方面將與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)有很多不同之處。自去年下半年以來，物聯(lián)網(wǎng)這個話題為人們所熱議。有人估計，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟規(guī)模將是現(xiàn)有Inter的30倍。無論從歷史的發(fā)展，還是從網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)實來看，筆者覺得這一估計一點都不過分。從歷史上來看，從18世紀(jì)的工業(yè)革命，到21世紀(jì)的美國信息高速公路，技術(shù)發(fā)展推動經(jīng)濟發(fā)展和社會進步的例子俯拾皆是；從現(xiàn)實來看，Inter的出現(xiàn)已經(jīng)極大地改變了人們的生活方式。如果把網(wǎng)絡(luò)比作人類的血液循環(huán)系

3、統(tǒng)，那么，物聯(lián)網(wǎng)中的傳感網(wǎng)相當(dāng)于毛細血管的網(wǎng)絡(luò)末梢，這個末梢目前還基本上是空白。正如人的毛細血管的長度占了整個血管長度的90%以上，物聯(lián)網(wǎng)末梢的規(guī)模同樣是驚人的，例如，有人估計，一個家庭大約需要200個左右的傳感和控制節(jié)點。廣泛的互聯(lián)伴隨智能化的發(fā)展，將給社會和人們的生活帶來革命性的變化。今天，我們可以足不出戶了解整個世界發(fā)生的大事，未來我們可以足不出戶了解世界任意角落發(fā)生的我們想知道的事情。通過迅速部署和廣泛安裝的傳感網(wǎng)，救災(zāi)人員可以

4、了解災(zāi)區(qū)的各種信息，以保證及時救災(zāi)；煤礦管理者可以了解礦井安全情況，防止礦難的發(fā)生；農(nóng)民可以及時了解氣候和土地墑情，適時灌溉并節(jié)約用水；家庭成員可以隨時了解冰箱中的儲物情況，避免變質(zhì)而浪費；我們甚至可以像孫悟空那樣，畫地為牢，建立沒有圍墻又嚴(yán)密防范的重要區(qū)域…?？傊锫?lián)網(wǎng)將滲透各行各業(yè)和人們的生活，帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。任何技術(shù)的發(fā)展除了帶來好處以外，必然會產(chǎn)生各種各樣的問題。Inter的發(fā)展為我們帶來通信的便利，但也帶來網(wǎng)絡(luò)攻

5、擊，網(wǎng)絡(luò)犯罪等一系列難以預(yù)料的問題。由于物聯(lián)網(wǎng)涉及更為廣泛的連接和更為復(fù)雜的功能，它所產(chǎn)生的問題會更為棘手。當(dāng)然，我們不會為此（125KHz、134KHz）、高頻（13MHz）、超高頻（868~956MHz）、和微波（2.4GHz）等不同頻率的產(chǎn)品。在標(biāo)準(zhǔn)方面，當(dāng)前無論在哪種應(yīng)用領(lǐng)域，都是一種群雄蜂起的戰(zhàn)國局面，有多個組織和多種標(biāo)準(zhǔn)存在，例如，IEEE、ISOIEC以及一些民間組織，如ZigBee聯(lián)盟、ZWave聯(lián)盟等。有些技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)往

6、往是一些組織之間的分工合作的結(jié)果，例如，ZigBee技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)就是由IEEE和ZigBee聯(lián)盟合作的產(chǎn)物。在近距離無線通信方面，IEEE的工作比較令人矚目，IEEE802.15工作組分設(shè)了七個任務(wù)組（TG），在以下幾個方面對近距離無線通信技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)進行研究：TG1從事藍牙標(biāo)準(zhǔn)的制定、?TG2?協(xié)調(diào)ISM頻段WLAN和WPAN的共存、TG3高速多媒體標(biāo)準(zhǔn)的制定（UWB、WiMedia）?TG4?低速WPAN標(biāo)準(zhǔn)的制定（ZigBee）TG5無

7、線網(wǎng)狀網(wǎng)技術(shù)在WPAN中的應(yīng)用、?TG6?人體內(nèi)部無線通信標(biāo)準(zhǔn)的制定、SGrfidRFID技術(shù)在WPAN的應(yīng)用。?下面我們介紹兩種典型的近距離無線通信技術(shù)－ZigBee和UWB技術(shù)。ZigBee標(biāo)準(zhǔn)的主要制定組織是IEEE和ZigBee聯(lián)盟，前者工作重點在協(xié)議底層（IEEE802.15.4），后者在于高層。ZigBee標(biāo)準(zhǔn)于2004年開始推出，后來又發(fā)布了ZigBee2006、ZigBee2007兩個版本。ZigBee技術(shù)具有以下特點：

8、近距離（?100米）和低速率（250kbps）；極低功耗，電池供電可以維持?jǐn)?shù)年甚至20年；?多種拓撲結(jié)構(gòu)；?支持不同的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模（最大可達6萬節(jié)點）；?高層節(jié)點數(shù)可達1000以上（2007版）；?自組織網(wǎng)絡(luò)支持節(jié)點的靈活加入和退出。?由于具備這些特點，所以它特別適合無線傳感網(wǎng)的應(yīng)用。ZigBee的工作頻段有三個，分別是868MHz、915MHz和2.4GHz。868MHz頻段主要用于歐洲，有一個信道，傳輸速率為20kbps；915MHz（