短距離無線通信技術在物聯網建設中的應用

摘 要：隨著物聯網時代的到來，物聯網技術已經悄無聲息地滲透到我們生活、學習和工作中的方方面面，為我們提供了極大的便利。短距離無線通信技術是物聯網建設中常見的一種技術，它具有低成本和便于操作的優勢，還能利用它實現快速獲取信息數據。本文正是基于這一視角，從短距離無線通信技術在物聯網建設中的優勢入手，對常見的短距離無線通信技術進行了分析，并以物聯網智能家居中的Bluetooth技術、ZigBee技術為例，就短距離無線通信技術在物聯網建設中的應用進行了舉例說明，以推動物聯網建設水平的提升。

關鍵詞：物聯網建設；短距離無線通信技術；應用

中圖分類號：TN92 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2018）04-0185-03

Abstract：With the advent of the age of the internet of things，the technology of the internet of things has quietly penetrated into all aspects of our life，study and work，which has provided us with great convenience. Short range wireless communication technology is a common technology in the construction of the internet of things. To strengthen its application，it not only has the advantages of low cost and easy to operate，but also can make use of it to obtain information data quickly. This paper is based on this perspective，starting with the advantages of short distance wireless communication technology in the construction of internet of things，analyses the common short distance wireless communication technology，and takes the Bluetooth technology and ZigBee technology in the intelligent home of the internet of things as an example，and carries out the application of short distance wireless communication technology in the construction of the internet of things. For example，to promote the level of construction of IOT.

Keywords：construction of internet of things；short distance wireless communication technology；application

0 引 言

物聯網是以互聯網為基礎，以實現物物相連為目的，并借助信息傳感設備，在一定的約定協議下，將任何物品與互聯網進行連接，從而實現信息的交換，所以物聯網是集智能化識別和定位以及跟蹤與管理于一體的網絡。在物聯網建設中加強短距離無線通信技術的應用，由于短距離無線通信技術的類型較多，需要結合短距離無線通信技術的類型和物聯網實際建設的需要，針對性的建設物聯網，發揮物聯網優勢的同時，降低其成本。

1 短距離無線通信技術在物聯網建設中應用的優勢分析

1.1 信息傳輸方面的優勢

將短距離無線通信技術應用于物聯網建設之中，能縮短不同電子設備之間的通信距離，且在信息傳遞中不需要線路等輔助設施，點對點的連接，所以信息傳輸速度十分迅速。

1.2 傳輸資源方面的優勢

短距離無線通信技術不僅距離短，而且成本較低，尤其是其有著較廣的應用范圍。在信息資源傳輸中，有著豐富的傳遞形式，且傳遞的內容能結合用戶的實際需求定制，因而在傳輸資源方面具有多元化、便捷化、人性化的優勢。

1.3 信息安全方面的優勢

短距離無線通信技術在信息傳輸中具有較強的安全性，在整個信息傳輸的過程中有著各自的加密處置方式，在確保信息全面傳輸的同時，還能確保其得到有效的傳輸，所以在物聯網建設中，加強短距離無線通信技術的應用能確保信息傳遞的安全性。

2 常見的短距離無線通信技術

常見的短距離無線通信技術較多，在物聯網建設中加強對其的應用，需要我們結合短距離無線通信技術的特點和優勢，確保其應用的針對性，以提升物聯網地建設成效，發揮物聯網的優勢。常見的短距離無線通信技術主要有以下幾種。

2.1 Bluetooth技術及其應用分析

Bluetooth技術就是我們常見的藍牙技術，在物聯網建設中加強Bluetooth技術的應用，主要是將語言通信與無線信息傳遞技術進行有效的整合。在實際應用中，具有較強的開放性和整合性，加強對其的應用能減少電子設備間的成本資源與能源的消耗，這樣才將物聯網的傳輸速度加快。采用統一的傳遞頻率，傳輸速度一般是1Mb/s，并以數據包的方式根基時隙進行傳送。在物聯網建設中，主要是加強對其跳頻技術、糾錯技術和微微網的應用。

2.2 WiFi技術

WiFi技術目前已經十分成熟，傳遞速度較快。在實際應用中，不用橋接就能與互聯網相連，與手機可以實現無縫通信。這樣能節省布線成本，而且還能降低安裝維護成本，并且可以利用互聯網遠程對物聯網設備進行控制，同時還能在局域網內部對設備進行本地控制。加上當前智能手機的普及，WiFi頻繁的應用，使其在各種場景中得到了有效的應用。在實際應用中，需要做好WiFi模塊設備設計和相應應用軟件的開發。

2.3 Ir DA技術

Ir DA技術是基于紅外線的點對點通信技術，由紅外線數據協會建立的一種通信協議。與Bluetooth技術和WiFi技術類似，它能實現無線數據傳輸。不僅不用申請頻率使用權，而且具有功率較低、體積小、通信成本低廉、便于連接、距離短、應用簡單、無有害輻射等方面的優勢。

2.4 ZigBee技術

ZigBee技術基于IEEE802.15.4協議，具有距離短和功耗低的優勢，因而在自動控制與遠程控制領域中嵌入了相應的設備。它采用CSMA-CA碰撞避免機制，MAC層中能完全確認數據傳輸，所有發送不需要在接收方確認之后才能接受，具有較強的自組織能力與自愈能力。不僅數據傳輸的速率較低，而且功耗和成本較低，加上網絡容量較大，延時短，有著靈活的工作頻段，目前在工農業和商業的監視、傳感器、自動化控制中得到了應用，另外在家庭自動化、PC外圍設備、消費電子、個人健康監護等方面的物聯網應用也較為突出。

3 短距離無線通信技術在物聯網建設中的應用——以物聯網智能家居中的藍牙技術為例

3.1 概述智能家居

智能家居又叫智能住宅，主要基于住宅這一平臺，采取綜合布線、網絡通信、智能家居系統設計方案安全防范、自動控制、音視頻等技術，將家居生活中的相關設施進行有效的集成，從而高效地構建住宅設施和家庭日常事務相連的管理系統，不僅能提升家居的安全舒適性、藝術性和便利性，還能營造環保節能的居住環境。在智能家居系統中，包含了家居布線、家庭網絡、智能家居中央控制管理、家居照明控制、家庭安防、背景音樂、家庭影院與智能家居單戶系統圖多媒體、家庭環境控制等子系統。

3.2 智能家居中藍牙技術的應用

因為Bluetooth技術不僅成本較低，而且功耗較低，有著較高的傳輸速度，具有可靠性與兼容性，所以利用Bluetooth技術加強智能家居系統的構建顯得尤為必要，這為物聯網智能家居的實現提供了可能。在物聯網智能家居系統中加強Bluetooth技術的應用，需要做好以下幾個方面的工作。

3.2.1 家庭環境控制中的應用

物聯網智能家居系統的主要功能是控制家庭的居住環境，對家庭中的溫濕度、光照度、空氣質量、熱水器等進行自動化或者遠程化控制。因為當前環境問題已成為關乎人類身體健康的重要問題，所以優化家庭環境顯得尤為重要，在促進人們生存條件改善的同時，還可以促進家庭生活質量的提升。

3.2.2 能源監視管理中的應用

利用物聯網智能家居系統對能源進行監視管理時，主要是對家庭內的水、電和燃氣以及供暖提供定時開關的功能，這樣電器就能自動關燈或關閉，節省家庭開支的同時，還能達到節能的效果。當家中無人時，它會對供暖溫度進行調節，還可以在電費較低時段將電器開啟等。

3.2.3 家庭流量計費中的應用

利用Bluetooth技術構建物聯網智能家居系統之后，不僅可以對家庭環境進行控制、對能源進行監視和管理，還能對家庭流量計費采取遠傳計量的方式進行控制。主要是在每個房間內安裝好遠傳裝置，利用專業布線系統將每個接點的流量控制器實現有效的連接，最后匯總到物業管理中心實施上位管理，并將Bluetooth技術在智能家居系統中進行應用，這樣可以應用三表遠傳流量計費系統，并在藍牙芯片裝置中植入程序，再將其植入流量表中，從而省掉流量表和接點控制器的連接線，且每個計量的末端均采取無線的方式，降低系統因線輪損壞導致系統故障的幾率，有效地提升系統可靠性。

3.2.4 安防系統中的應用

物聯網智能家居系統能給我們提供安全、舒適、便利和高效的生活環境。這主要得益于其具有安全家庭體系，不僅能保證人身、家庭財產和設備的安全，而且還能確保家庭中各項設備處于最佳的狀態。這就需要為其配置相應的防衛措施，比如電子門禁、電子防盜、玻璃破碎檢測報警、室內漏水漏氣漏電檢測和報警系統，以及室內有毒有害氣體的檢測系統、自動撥號報警系統等，并能及時傳輸到主人的手機終端中。

4 基于ZigBee技術的物聯網智能家居的智能冰箱食品管理

在物聯網智能家居系統中ZigBee技術的應用范圍較為廣泛，本文主要以智能家居中智能冰箱食品管理為例，主要利用ZigBee技術的傳感器和RFID來實現。在智能系統中，借助傳感器來采集環境參數，再把環境參數和事先預設的環境參數進行有機地結合，從而更好地達到對冰箱的控制。ZigBee接點具備自動定位功能，可以在系統中將其顯示出來，這樣用戶能更好地掌握冰箱所在的位置，并對系統進行維護。在利用RFID對智能冰箱內的食品進行管理時，能及時地讀取食品標簽中的有關信息，這樣安卓監控程序和遠程能及時地進行查看。

由于智能家居系統內設置了許多傳感器，大都隱藏在不易發現的角落，所以用戶要想及時地掌握傳感器所在的位置，及時地維護傳感器，就需要利用ZigBee技術的節點定位功能，利用安卓監控程序直觀地查看ZigBee節點的具體位置。一般而言，在利用ZigBee技術中的節點定位功能時，主要使用RSSI定位功能，這樣不僅能快速對傳感器進行定位，而且還可以不用實施定位操作就能將節點位置找出來。在智能冰箱系統中，主要借助安卓監控程序來控制RFID的讀寫器，并將食品信息錄入EPC標簽之中，這樣只要讀取標簽內的信息，就能掌握有關的食品信息。當存入或者取出食物時，系統可以自動適時地獲取食品中的有關信息，借助安卓監控程序定期給RFID讀寫器發送掃描的命令，對食品標簽變化的情況進行檢測。在周期計時過程中，主要利用安卓監控程序來實現，一旦計時時間達到，就會使FIRD讀寫器來掃描食品，在食品信息讀取過程中，結合讀取的食品信息將已經過期或者即將過期的食品的信息傳輸到用戶的手機終端中，這樣用戶就能及時地進行更換。

5 結 論

綜上所述，短距離無線通信技術在物聯網建設中的應用有著巨大的優勢，需要我們在實際應用中加強對其的應用，切實提升物聯網建設的成效，著力滿足用戶的需求，促進物聯網技術不斷地發展。

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作者簡介：吳文斌（1979.05-），男，漢族，上海人，高級業務經理，中級工程師，本科。研究方向：通信工程。