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物联网常用无线技术

物联网的众多应用中,必然会用到无线信号传输技术。目前常用的无线信号传输技术,大致包括以下几种

一、 射频技术
射频技术(Radio Frequency,RF)是一种电磁能量的脉冲,是单一的无线电波,当一个发射机在一个特定的频率震荡时就产生了无线电波。震动得越快,频率就越高。可以使用天线来放大和关公长距离的无线信号。
射频信号的发射是一个很宽的频率范围。频率是用每秒的周期数来表示的。例如
93.5MHz代表每秒震动93500000个周期。(MHz代表每秒100万次;GHz代表每秒10亿次)。

二、 WiFi
Wifi是IEEE802.11无线网络标准的商品名。WiFi网络实现了传统网络的中心辐射模式配置。每个具有wifi的设备连接到中心集线器或路由器上,并通过路由器与其他同样连接到路由器上的设备连接。

三、 蓝牙
蓝牙采用2.4GHz频率的射频传输,属于短距离传输。它是为了设备之间直接通信而准备的,标准的传输范围是9米。两个蓝牙设备首次连接需要手动配置。
目前有一种特别为物联网开发的蓝牙技术变体叫蓝牙智能。蓝牙智能是蓝牙数的一个版本,而且耗电量比传统蓝牙小得多。另外蓝牙智能的操作可以备注及应用配置。一个蓝牙智能设备经优化后可以覆盖60米的范围。

四、 蜂窝网络
某些物联网连接利用蜂窝网络—也就是你的移动电话的网络。这种传输/接收塔的网络是按照蜂窝的模式建设的,因此有”蜂窝网络”和“蜂窝电话”的说法。也就是说,一个移动电话网络被分割成千百个互相重叠的地理区域,即蜂窝。一个典型的蜂窝网络可以被视作一个由六角形蜂窝组成的网。每个蜂窝中心都有其基站。蜂窝的边缘稍微重叠以保证用户一直保持在基站的范围内。例如:一台智能汽车中的设备与家庭网络或者汽车销售商之间可能就是以拨打电话的方式来通信。
蜂窝网络在物联网中占有一席之地。蜂窝连接可能并不适合近距离的两个设备之间的连接,单可能是主控设备和一个远端的物联网集线器之间的首选连接。

五、 MESH网络
当今,数以亿万计的新设备加入物联网,它们所连接的网络将变得越来越拥挤,导致那些网络,以及广义上的互联网无法处理增长后的数据流。这促使很多公司开发它们自己特定的物联网网络。一个选择是使用某种特别定制的,小范围的无线网络,使得设备可以一个个的彼此直接连接,就像在接力赛中运动员传递接力棒那样,可以完成无线信号在设备之间的自动转发,即MESH网络。
一个MESH网络是传统的中心网络的对立面。传统的网络将所有的设备连接到一个中心服务器或集线器上,而一个MESH网络理论上可以把设备一个个地从城市的一端连接到另一端。一个MESH网络可以包含连接在一起的几千台设备个体。因为在MESH网络中是多路由的,个别设备的失效不会导致整个网络的失效,信号最终将利用和其他设备的连接找到一个新的路径。
已经有几种针对物联网的MESH协议在开发中。这些协议的开发者包括INSTEON、Z-Wave联盟、Zigbee联盟等。INSTEON和Z-Wave协议是专有的,而Zigbee提供认证机制以确保符合其标准。现在,基于不同协议的网络还不能互操作,但是用集线器来连接两个MESH网络是可行的。

六、 专有蜂窝网络
有些公司在开发自己的专有物联网无线技术。与MESH类似,这些机器对机器(M2M)网络是用于连接小型设备的,而不是连接人或者电脑的。通过将M2M通信的负载转移到这些网络上,当前的互联网将保持其主带宽的有效运行。
目前比较引人注目的一家法国公司—sigfox,基于第一次世界大战期间潜水艇之间在水下通信的无线电技术,开发出了一个自己的版本。这种技术使得非常小的数据量(比如摩尔斯电码)可以长距离传输。该技术采用900MHz频率范围,这和现在的一些无绳电话和婴儿监护器一样。Sigfox正在用这个技术建立一个专有的低功耗,低带宽的蜂窝网络,用于物联网设备中常见的短数据传输。这个网络并不是最快的,只能以100bit/s的速率传输小数据,但是典型的传感器数据不需要比这更快的速率了。以一个交通传感器或者水表收集和传送的数据为例,这种设备通常只是间歇地传送很少的数据分组。速度并不重要
Sigfox公司目前正在英国、荷兰、俄罗斯和西班牙建立网络,而它在美国的第一个网络建在旧金山。目前sigfox主要关注工业网络。在西班牙,它利用自己的网络连接了几百万个家庭安防系统。在法国,sigfox的网络被用来连接水表、电子广告牌以及老年人的监护设备。
Sigfox并不是唯一的投资于专有网络技术的公司。举个例子,LinkLab为公众和私人公司建立了长距离M2M网络;On-Ramp Wireless为油田运营者建立了客户定制的网络;Iotera建立了一个用于追踪宠物和孩子的全球定位系统网络。

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