通俗易懂物聯(lián)網(wǎng)(6)：組網(wǎng)技術(shù)
2019-11-14新聞
上一篇文章介紹了幾種常用的近距離無線通信技術(shù)，在這篇文章中，我們利用各類近距離無線通信技術(shù)的特點，總結(jié)出合理的物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)。
不同距離段采用不同的無線通信技術(shù)
距離是物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)的一個基礎(chǔ)因素，不同的通信技術(shù)在不同的距離上有其用武之地。為了便于描述，這里定義五個距離段：0~10cm(Distance-1)、0.1~1m(Distance-2)、1~10m(Distance-3)、10~100m(Distance-4)和100m以上(Distance-5)。下面我們來看看不同距離段對通信技術(shù)的要求及適用的無線通信技術(shù)都有哪些。
Distance-1
對于這個距離段的通信來說，應(yīng)用的場景多為快速安全的數(shù)據(jù)交互和認(rèn)證。這個特性要求通信的建網(wǎng)速度要快，數(shù)據(jù)量不能太大，安全性和抗干擾性強。這類場景包括：移動支付、快速身份認(rèn)證、終端快速識別和任務(wù)觸發(fā)等。
對于設(shè)備來說，這個距離段內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備多為移動便攜式設(shè)備，要求通信模塊的體積小、功耗小、壽命周期長。綜合考慮之下，NFC是應(yīng)用于此類場景中比較好的無線通信技術(shù)。
Distance-2
在這個距離段，通常的場景是一個工作區(qū)域的數(shù)據(jù)交互和命令控制，如：藍(lán)牙耳機、藍(lán)牙控制、聲控、紅外控制和數(shù)據(jù)同步等。具體到物聯(lián)網(wǎng)場景，這種距離的組網(wǎng)通常是由通信能力強的可移動物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與固定的通信能力弱的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交互。
移動的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備通常以收集數(shù)據(jù)和計算數(shù)據(jù)為主，固定設(shè)備用以采集數(shù)據(jù)，并在移動終端與其建立通信后將數(shù)據(jù)一次性傳輸上去。通常說來，采集功能的終端設(shè)備數(shù)量和種類比較多，同時為了保證終端設(shè)備的狀態(tài)和管理，移動通信模塊體積要小，功耗要低。
綜合考慮之下，IrDA、藍(lán)牙和iBeacon是在該距離段內(nèi)的比較合適的無線通信技術(shù)。
Distance-3
這個距離范圍通常是一個比較封閉的空間(如室內(nèi))，同時網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量比較大、傳輸速度也比較快。很明顯，Wi-Fi是較為合適的用在這一距離段內(nèi)的無線通信技術(shù)。
Distance-4
在這個距離范圍內(nèi)，通常需要在室外進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)的部署。由于室外部署終端設(shè)備會出現(xiàn)供電抗干擾問題及通信安全問題，因此在這個距離段內(nèi)選擇通信技術(shù)時必須要充分考慮到這些因素。綜合考慮之下，選擇RFID或ZigBee作為該距離段的無線通信技術(shù)。
Distance-5
對于這個超過100m距離的通信來說，目前沒有專門的無線通信技術(shù)，建議采用終端設(shè)備之間的組網(wǎng)來完成。
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/span>
在物聯(lián)網(wǎng)中，最常用的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是各個終端設(shè)備之間的協(xié)作組網(wǎng)方式。協(xié)作組網(wǎng)指設(shè)備之間使用協(xié)助的方式進(jìn)行通信，也只有這種方式才能擴充局域物聯(lián)網(wǎng)的范圍，而不受近距離無線通信本身的距離和傳輸速率的限制。
但是，一般通信能力強的終端設(shè)備在體積和功耗上都會比較大，而對物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備的要求是通信模塊體積小、靈活性高、功耗低，這樣才能滿足不同環(huán)境、不同場景的需求。
基于以上各方面的考慮，可以采用二級拓?fù)涞慕M網(wǎng)技術(shù)：在直接感知物體的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備上采用體積小、功耗低、安全性高的近距離通信技術(shù)建立微小網(wǎng)絡(luò)單元，在達(dá)到一定單元和數(shù)量后建立采用通信能力強、傳輸距離長的近距離無線通信技術(shù)組成一個分級的局域物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。
此外，對于物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)的選擇，物聯(lián)網(wǎng)終端的移動性和數(shù)據(jù)特性也是需要重點考慮的因素。
總結(jié)
本文介紹了物聯(lián)網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)，在不同的距離段內(nèi)需要使用不同的無線通信技術(shù)。在選擇使用哪種無線通信技術(shù)進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)時，距離不是唯一的考慮因素，同時要考慮物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備的特性和數(shù)據(jù)的特性等。也就是說，不能單純地從技術(shù)參數(shù)的角度來選擇組網(wǎng)技術(shù)，而是要綜合考慮各種可能對網(wǎng)絡(luò)傳輸帶來影響的因素。
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