試論物聯(lián)網(wǎng)中常見的短距離無線通信技術(shù)

吳政南

摘 要：在物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)中，短距離無線通信技術(shù)位于網(wǎng)絡(luò)層，這是一種數(shù)據(jù)收集與傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)，不僅具有成本低、易操作的優(yōu)點(diǎn)，還可以與感知設(shè)備共同作用來快速訪問并獲取信息數(shù)據(jù)，隨著短距離無線通信技術(shù)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，有力地推動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的成熟。基于此，本文簡(jiǎn)要介紹了物聯(lián)網(wǎng)短距離無線通信技術(shù)的內(nèi)涵及特點(diǎn)，并分析了當(dāng)前常見的幾種短距離無線通信技術(shù)及其應(yīng)用，以期提供參考。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);短距離無線通信技術(shù);應(yīng)用

顧名思義，物聯(lián)網(wǎng)系指物與物相連的網(wǎng)絡(luò)，基于互聯(lián)網(wǎng)條件，各物品以傳感設(shè)備為媒介，在約定通信協(xié)議的支撐下實(shí)現(xiàn)信息交換，可見，物聯(lián)網(wǎng)可以用于智能識(shí)別、定位以及管理等多樣化領(lǐng)域。因此，為加快物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的前進(jìn)步伐，需要對(duì)短距離無線通信技術(shù)進(jìn)行有效應(yīng)用，從而發(fā)揮其最大作用來滿足實(shí)際需求。

1 物聯(lián)網(wǎng)短距離無線通信技術(shù)的內(nèi)涵及特點(diǎn)

1.1 何謂短距離無線通信技術(shù)

總的來說短距離無線通信技術(shù)是一種集成化的電子通信技術(shù)，在無線通信的基礎(chǔ)上，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體的連接傳輸，此種技術(shù)的通信距離較短，通常在幾十米到一百米之間可以實(shí)現(xiàn)覆蓋，其中，按照數(shù)據(jù)傳輸速度可以將其分為低速和高速兩種通信技術(shù)。短距離無線通信技術(shù)可以適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境，已被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)與生活中。

1.2 短距離無線通信技術(shù)的特點(diǎn)

第一，短距離無線通信技術(shù)可以短距離實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸，而且不需要輔助設(shè)備來進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，使信息傳輸更加方便、快捷;第二，由于短距離無線通信技術(shù)可以根據(jù)信息內(nèi)容實(shí)現(xiàn)特定的傳輸形式以滿足用戶的實(shí)際需求，因此在傳輸資源方面具有多樣化且人性化優(yōu)勢(shì);第三，短距離無線通信技術(shù)在信息傳輸過程中有一定的加密處理，在保證數(shù)據(jù)信息完整傳輸?shù)耐瑫r(shí)還能提高其安全性。

2 物聯(lián)網(wǎng)中常見的短距離無線通信技術(shù)及應(yīng)用

2.1 藍(lán)牙通信技術(shù)

藍(lán)牙技術(shù)（Bluetooth）本質(zhì)上是對(duì)無線數(shù)據(jù)和語(yǔ)音通信的規(guī)范調(diào)整，該技術(shù)的工作頻率是2.4Hz，通過短距離無線接口實(shí)現(xiàn)了不同電子產(chǎn)品連接，具有能耗低、投資少的特點(diǎn)。其中，藍(lán)牙技術(shù)在時(shí)分多址的支撐下可以實(shí)現(xiàn)快速擴(kuò)頻和跳頻，在組網(wǎng)方面，藍(lán)牙技術(shù)能實(shí)現(xiàn)“即插即用”，一臺(tái)設(shè)備允許同時(shí)連接的藍(lán)牙設(shè)備最多可達(dá)七臺(tái)，數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到1MB/s。但是，我們需要注意藍(lán)牙技術(shù)傳輸范圍的限制，該技術(shù)在安全性能方面具有缺陷，比如缺乏身份認(rèn)證、沒有數(shù)據(jù)保密機(jī)制等等，所以在實(shí)際應(yīng)用中，相關(guān)工作者需要對(duì)其進(jìn)行深入優(yōu)化和研究。

2.2 UWB通信技術(shù)

UWB通信技術(shù)也稱為超寬帶技術(shù)，信息數(shù)據(jù)傳輸速度可以達(dá)到480Mb/s，據(jù)相關(guān)資料顯示，UWB技術(shù)適用波段在3.1～10.6GHz范圍內(nèi)，受限于發(fā)射功率，該技術(shù)的有效傳輸距離小于10米，使其在民用領(lǐng)域仍然沒有得到強(qiáng)有力的支持。在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的背景下，UWB技術(shù)具有較低的能源損耗、良好的多徑分辨率、較高的定位精度，它主要運(yùn)用于軍事領(lǐng)域，比如雷達(dá)探測(cè)成像、定位跟蹤、地質(zhì)勘探等。此外，這種無線通信技術(shù)在數(shù)據(jù)傳輸過程中具有極好的穩(wěn)定性和機(jī)密性。

2.3 ZigBee通信技術(shù)

基于蜜蜂通過“Z”字形來交流的靈感，從而形成了ZigBee技術(shù)，這是一種基于IEEE802.15.4協(xié)議的雙向無線通信技術(shù)，具有短距離、低功耗、低成本、低復(fù)雜度、高容量、高安全性等優(yōu)點(diǎn)，因此可以將其嵌入到相應(yīng)設(shè)備來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制功能。基于IEEE協(xié)議，該通信技術(shù)在物理層主要采用直接序列展頻技術(shù)，在MAC即媒體存取控制層使用的是CSMA/CA機(jī)制，從而充分確認(rèn)數(shù)據(jù)傳輸。目前在工業(yè)自動(dòng)化控制、商業(yè)監(jiān)控以及家庭自動(dòng)化等領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用，但是，在實(shí)際應(yīng)用中，相關(guān)工作者需要根據(jù)實(shí)際需要來確定使用頻段從而建立相應(yīng)的技術(shù)網(wǎng)絡(luò)，這是因?yàn)閆igBee技術(shù)工作頻段有2.4GHz、868MHz和915MHz。

2.4 WiFi通信技術(shù)

目前，WiFi已廣泛應(yīng)用于人們的日常工作與生活，這是屬于無線局域網(wǎng)（WLAN）的一種技術(shù)， WiFi技術(shù)本質(zhì)是基于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。該技術(shù)的使用頻段是2.4GHz，在信息傳輸方面具有較快速度。在常見的幾種短距離無線通信技術(shù)中，WiFi技術(shù)的傳輸距離相對(duì)較遠(yuǎn)，最大覆蓋距離可達(dá)百米左右，當(dāng)用戶按照一定操作標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行熱點(diǎn)配置后就可以建立WiFi技術(shù)的相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)的連接。WiFi技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中不僅可以在局域網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的本地控制，還可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，不過，WiFi技術(shù)的傳輸安全性不好，因此相關(guān)工作人員需要加強(qiáng)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸安全性、穩(wěn)定性的研究。

2.5 IrDA技術(shù)

IrDA技術(shù)是一種非常成熟的利用紅外線進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)短距離通信的技術(shù)，這是建立于個(gè)人局域網(wǎng)（PAN）的最早的無線通信技術(shù)。通常在1m范圍內(nèi)，IrDA技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸速度為16Mb/s，該技術(shù)替代了線纜連接，具有簡(jiǎn)單易操作、實(shí)現(xiàn)成本低的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)通過4PPM調(diào)制解調(diào)機(jī)制，可實(shí)現(xiàn)快速傳輸大容量文件。由于紅外線的發(fā)射角度較小，基于紅外線的IrDA技術(shù)具有一定的安全性和保密性特點(diǎn)。然而，該技術(shù)在多個(gè)設(shè)備中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，需要調(diào)整彼此間的位置和角度，有一定的局限性。在實(shí)際應(yīng)用過程中，IrDA技術(shù)與工業(yè)領(lǐng)域測(cè)控網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效互聯(lián)，從而可以監(jiān)控工業(yè)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)。

3 結(jié)語(yǔ)

總言之，在當(dāng)今快速發(fā)展的社會(huì)環(huán)境中，短距離無線通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域具有很大的發(fā)展空間和前景，相關(guān)工作者應(yīng)注重解決技術(shù)存在的問題，與此同時(shí)將短距離無線通信技術(shù)廣泛運(yùn)用到各種智能設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)高效且安全的數(shù)據(jù)傳輸，為社會(huì)創(chuàng)造更多的生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益。

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