無線傳感網(wǎng)將驅(qū)動物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展

結(jié)合無數(shù)具有IP功能的裝置、 RFID標(biāo)簽、無線傳感網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器對機(jī)器（M2M）通信、iPhone手機(jī)應(yīng)用程序、空白電視頻段及云端運(yùn)算，便能夠具體實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)（IoT， Internet of Tings）。

市調(diào)機(jī)構(gòu)Gartner公司最近已將物聯(lián)網(wǎng)納入其“炒作周期（Hype Cycle）”報告，這表示該項技術(shù)成為大眾媒體的熱門話題且呈現(xiàn)“上升趨勢”。撇開炒作的部分，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在許多情況下都已具備商業(yè)上的可行性。

從2012年起，物聯(lián)網(wǎng)將深入嵌入式裝置、數(shù)據(jù)、帶寬及服務(wù)中并成為重要趨勢。我們將在各式各樣不同的創(chuàng)新中，目睹物聯(lián)網(wǎng)的第一波浪潮。物聯(lián)網(wǎng)專家表示，因特網(wǎng)在2020年之前將可支持約500億個裝置節(jié)點(diǎn)。

物聯(lián)網(wǎng)這個構(gòu)想，早在因特網(wǎng)初期就已存在。而“物聯(lián)網(wǎng)”一詞，則是進(jìn)入本世紀(jì)時才首次出現(xiàn)，當(dāng)時定義為裝有RFID(射頻識別)之物體所形成的網(wǎng)絡(luò)，目的是為了方便識別及追蹤。多年來，物聯(lián)網(wǎng)幾經(jīng)演化，所有能以無線方式連結(jié)上網(wǎng)的裝置，都被納入其范疇。這些連結(jié)可以是裝置-人之間的，也可以是M2M(機(jī)器-機(jī)器)。因此時至今日，物聯(lián)網(wǎng)與無線傳感網(wǎng)絡(luò)幾乎已成為同義詞。

無可否認(rèn)，某些物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的確存在著一種“酷元素”。想想看，有一大堆蘋果 iPhone應(yīng)用程序都能讓用戶以觸摸方式，從遠(yuǎn)程監(jiān)視并控制安全、空調(diào)及照明系統(tǒng)。Verizon、Cisco與Google也都各自提出了自己的無線家庭網(wǎng)絡(luò)計劃，而IBM也著手發(fā)展多種物聯(lián)網(wǎng)解決方案。Google去年的Android@Home技術(shù)展示獲得了不少媒體關(guān)注，該技術(shù)是利用Android智能手機(jī)，來控制以Synapse的SNAP網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為基礎(chǔ)所構(gòu)建而成的無線LED照明網(wǎng)絡(luò)。

一般來說，無線傳感網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用可依傳輸范圍及傳輸速率來分類：

家庭局域網(wǎng)的傳輸范圍相對較小，但支持中至高傳輸速率。而其應(yīng)用包括安全系統(tǒng)、照明及空調(diào)控制及居家多用途監(jiān)控系統(tǒng)等。

工業(yè)控制與工廠自動化部分，則使用距離約數(shù)公里的中等無線傳輸范圍，以及低至中的傳輸速率。

城域網(wǎng)和公共建設(shè)方面的應(yīng)用，比如橋梁監(jiān)控、鐵路及交通燈等，都需要大范圍的無線網(wǎng)絡(luò)，通常超過數(shù)十公里，并搭配低傳輸速率。廣域傳感器網(wǎng)絡(luò)也可應(yīng)用在某些特殊地方，例如追蹤牲畜和感應(yīng)森林火災(zāi)等。

Wi-Fi具有高傳輸速率，雖然在居家環(huán)境中已無所不在，但他是相對較昂貴且耗電的傳輸協(xié)議。Sub-GHz和ZigBee協(xié)議其實更適合家庭自動化。另外業(yè)界對于以6LoWPAN（IPv6低功率無線個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)）類型的IP為基礎(chǔ)的協(xié)議棧來處理家庭局域網(wǎng)絡(luò)的方式，也越來越受歡迎。

在中等傳輸范圍的工業(yè)市場中，我們將看到WirelessHART技術(shù)在傳感器網(wǎng)絡(luò)用的2.4 GHz帶寬被持續(xù)運(yùn)用。WirelessHART對工業(yè)控制來說極具魅力，因為他具有自我修復(fù)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可支持“五個九”可靠性標(biāo)準(zhǔn)。

大范圍的無線傳感網(wǎng)絡(luò)則帶來了一個有趣的挑戰(zhàn)，而這個挑戰(zhàn)將由一種突破性技術(shù)來克服，這種技術(shù)就叫電視空白頻段（TV white space）－在某些地區(qū)，模擬電視頻段已不再使用，故可作為空頻段讓無線傳輸服務(wù)使用。電視空白頻段提供了絕佳的傳輸范圍和傳輸速率，速率可達(dá)16Mbps，距離可至10公里，以至于有些人將之稱為專為農(nóng)村寬帶設(shè)計的“超級Wi-Fi”（Wi-Fi on steroid）。

沒有一種無線技術(shù)能提供萬靈丹給物聯(lián)網(wǎng)。令人振奮的好消息是，物聯(lián)網(wǎng)所用的基礎(chǔ)元素已經(jīng)上市：納安電流級省電型單片機(jī)和無線MCU、低功耗RF器件，以及MEMS和以CMOS為基礎(chǔ)的傳感裝置，可用來檢測壓力、移動、溫度、濕度和燃?xì)狻Ｈ魺o線傳感器無法由電力線供電，又不可能使用電池時（通常發(fā)生在大范圍的公共建設(shè)應(yīng)用上），能量收集技術(shù)便能派上用場，以提供持續(xù)性的電力來源。

無線傳感網(wǎng)絡(luò)的急劇成長和物聯(lián)網(wǎng)解決方案，將驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)上的大量數(shù)據(jù)流通，因此需要更大的帶寬，并擴(kuò)展云端運(yùn)算。無線傳感網(wǎng)絡(luò)是我們生活中不可或缺的一部分。各式各樣IP功能的傳感器，正開始通過無線技術(shù)，以一種有意義的方式彼此連結(jié)。迅速崛起的無線、傳感及信號處理技術(shù)的匯聚，終將使物聯(lián)網(wǎng)成真。