基于無線技術的物聯網電磁兼容與抗干擾之我見

李春秀

摘要：當前，正處在現代信息網絡化時代，物聯網在我們的生產、生活以及科技發展中都得到為非常大的應用，甚至成為了必不可少的組成部分。但就目前來說，在無線物聯網運用的過程中還存在著許多問題，而目前較為主要也是比較緊迫的問題就是如何更好地實現電磁兼容與抗干擾。論文首先分析了電磁兼容與抗干擾研究的必要性，再對無線物聯造成干擾的因素及特征進行深入地剖析，進而提出了電磁兼容及抗干擾研究方法分析。

關鍵詞：無線技術;物聯網;電磁波;電磁兼容;抗干擾

中圖分類號：TN973 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）11-0220-02

0 引言

隨著時代的發展和科技水平的不斷提升，無線物聯網技術的應用給人們的生產、生活非常大的便利。但就目前來說，對于無線物聯網技術的研究和開發還不足，在實際的信息傳播過程中還會受到其他電磁波的干擾而使傳輸時間和效率都有的降低。因此，對于無線物聯網電磁兼容與抗干擾的研究就顯得十分重要。

1 淺析電磁兼容與抗干擾的必要性

1.1 有效避免不同系統間出現干擾

正常情況下，無線設備在進行工作的過程中都會釋放出許多載著信息的電磁波，從而將所載著的信息傳輸到其他的無線設備并以此來完成相關工作指令。正因如此，就導致了在我們生活的空間當中隱藏著許許多多由不同的無線設備系統而釋放出來的電磁波，這樣一樣就難免會出現各電磁波系統間發生干擾或影響的情況，有的可能會使得傳輸信息的過程中出現中斷的現象，從而極大地影響了信息傳播的速度和效率。如，當手機在電腦或者電視旁邊，突然有電話進行來時，電腦或者電視有時會發出咝啦咝啦的聲音，這主要是因為手機的電磁波使電腦或電視的電磁波信息傳輸受到了干擾。又如，飛機在天空飛行的時候，其飛行的定位功能會受到雷達電磁波的干擾，在這個時候如果電磁兼容或具有一定的抗干擾能力就可以較好地避免這類問題的出現，達到消除或降低干擾的目的，有效地提升了信息傳播的速度以及效率，在國防方面也起到一定的促進作用。

1.2 有效避免同一系統間的干擾

有些大型的設備和系統在運行的過程中，對其他設備產生電磁波影響的同時還會對其自身的其他機器造成一定的干擾。如，當我們在啟動汽車的過程中，汽車自身會產生一定的電磁波，這種電磁波會對內置收音機設備的功能造成干擾。當然，在我們的生活中這種例子無處不在，一般情況下都不會引起我們的注意。但如果是在一些大型的實驗又或是比較重大的一些活動中，如果受到電磁波的干擾那么影響就非常大。因此，對于無線物聯網中的電磁兼容與抗干擾能力方面的研究還是十分必要的。

2 淺析對無線物聯造成干擾的因素及特征

物聯網需要運用多種不同的通信手段來完成，且自身的復雜程度非常大。就無線技術的研究來說，對物聯網開發及應用的意義非常大。就我國來說，物聯網的研究及應用在業內已經成為大家十分關注的焦點。但目前用到的無線技術就只有Wi-Fi，RFID，藍牙以及無線傳感網等，相信在未來越來越多的物聯網應用中，將會越來越多的電磁兼容與抗干擾的問題出現。在無線環境中，干擾及噪聲可以分為周期性和非周期性兩種。如電臺干擾屬于周期性干擾，脈沖及平滑干擾屬于非周期性干擾。而按噪聲和干擾的來源帽有接收機內部、天電、宇宙、人為等噪聲以及無線電干擾。通常來說，我們把天電、宇宙以及人為噪聲統稱之外部噪聲，則把無線電干擾稱之為干擾。在物聯網中像藍牙、Wi-Fi等除了會遇到自己同頻的電磁干擾，還會受到廣播、雷達、電視以及無線通信等系統的干擾。總的來講，使無線物聯受到干擾的的因素非常多，如，財信道、鄰道、多徑、工業以及自然等各種因素的干擾。

3 電磁兼容及抗干擾研究方法分析

在當今無線物聯網的大環境中，想通過屏蔽電磁干擾幾乎是不可能實現的，屏蔽只會使其他的相關設備的使用受到影響。因此，只有努力尋求更適合的方法來避免受到電磁波的干擾，才能夠切實解決問題。可以通過以下以種方法來提高無線物聯網中電磁兼容及抗干擾能力。

3.1 關于鉆空法

無線物聯網主要是在空間內利用電磁波來完成信息的傳播的。然而還可以將電磁波的頻率按一定的范圍來分成不同的頻率段，以同一個頻率段的電磁波來傳播信息的通道稱之為信道。鉆空法主要是有選擇地在一些較為空閑的、甚至沒有電磁波的信道在進行信息的傳播，這樣可以有效地避免與高頻信道一起而引發沖突，進而使無線物聯網達到電磁兼容和抗干擾的作用。

3.2 關于動態法

在電磁波傳播的過程中關沒有實行統一的規定必須走哪個信道，往往是以一種較為隨機的選擇方式來啟用暢通的信道而進行來斷地變換的，從而可以快速高效地避免受到其它信道的干擾。這種方法就需要隨時評估電磁波的信道，在同一時間段中選擇傳播效率最高的信道來進行傳播。

3.3 關于比較法

這種比較法主要是需在在進行無線通信的過程中對于各電磁波的強度進行科學、有效地評估，從而選擇對自身干擾或影響最小的信道來進行信息的傳播。換句話說就是要確保自身的電磁波的強度必須要比其他干擾電磁波的強度要大，只有這樣才自身才不會受到其他電磁波的干擾。

4 基于無線技術的物聯網電磁抗干擾技術和體制

從有關研究來看，物聯網電磁抗干擾成效如何主要是受到通信干擾技術體制、設施性能與用途、頻率以及傳輸效率這幾個因素地影響。目前通信中針對電磁的抗干擾工作一般由時間、空間、頻率以及功率這四個域入手。通常這四個域都可以單獨用來開展抗干擾工作，但為了追求更好的成效很多時候我們都會將它們綜合使用。目前在電磁抗干擾上常用技術有兩種，擴譜與非擴譜通信抗干擾技術。

另外，為了實現最佳的物聯網電磁抗干擾成效，我們在選取技術中還要充分結合通信系統體制情況。針對無線技術不同通信體制下電磁兼容情況目前不少科研人員開展了研究，同時也給出了一定的技術方案。比如以IEEE 802.15.4標準來說，為了確保ZigBee能夠共存在2.4GHz與別的無線技術標準我們可以采取以下機制來實現：第一，選擇信道算法技術。IEEE 802.15.4與802.11b兩種信道算法比較來看，前者雖然信道數量多一個過后者，但其頻帶間距卻差于它，并且能量也小。對此，把后者的信道用于前者網絡的工作信道的話能夠極大程度地減少系統間干擾;第二，空閑信道評估技術。結合實踐來看，IEEE 802.15.4的空閑信道評估能力主要是由其物理層的碰撞避免機制所提供，這使其可以在別的設備占用信道情況下無需考慮通信協議而直接傳輸退出;第三，動態信道選擇技術。在ZigBee PAN（個人區域網）上協調器現實對全部信道進行掃描，之后通過分析對比選擇一個最佳PAN加入進去，并非采取構建新PAN的做法。如此一來能夠在降低同頻段PAN數量情況下有效地減小干擾。

5 結語

總的來說，想要實現無線物聯網電磁兼容與抗干擾就好像是在大自然中的生存規律一個道理，一是勝者才是王道，二是在不影響到其他設備通信的前提下，實現自身信息傳播的最快速、最高效的尋求相對平衡的方法。隨著時代在不斷發展和進步，相信電磁兼容和抗干擾方面的研究對未來的生產、生活以及科技進步等方面都會有非常大的幫助。社會在發展，科技在進步，隨著對電磁兼容與抗干擾更深入的研究和探索，終會在研究和探索的過程中有更大的突破，使無線物聯網技術也得到一定的提升。

參考文獻

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My opinion on Electromagnetic Compatibility and anti-Interference of Internet of Things Based on Wireless Technology

LI Chun-xiu

（Huizhou Technical College， Huizhou Guangdong? 516003）

Abstract：At present， in the era of modern information networking， the Internet of Things has become a very large application in our production， life and technological development， and even become an indispensable component. However， at present， there are still many problems in the process of using the wireless Internet of Things. At present， the more important problem is how to better achieve electromagnetic compatibility and anti-interference. Firstly， the paper analyzes the necessity of electromagnetic compatibility and anti-interference research， and then deeply analyzes the factors and characteristics of wireless interference caused by interference， and then proposes electromagnetic compatibility and anti-interference research methods.

Key words：wireless technology; Internet of Things; electromagnetic wave; electromagnetic compatibility; anti-interference