物聯(lián)網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

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1、物聯(lián)網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)要實(shí)現(xiàn)物物相連，需要網(wǎng)絡(luò)作為連接的橋梁。物聯(lián)網(wǎng)的通信與組網(wǎng)技術(shù)主要完成感知信息的可靠傳輸。由于物聯(lián)網(wǎng)連接的物體多種多樣，物聯(lián)網(wǎng)涉及的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也有多種，如可以是有線網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)；可以是短距離網(wǎng)絡(luò)和長(zhǎng)距離網(wǎng)絡(luò)；可以是企業(yè)專用網(wǎng)絡(luò)、公用網(wǎng)絡(luò)；還可以是局域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等等。通信技術(shù)簡(jiǎn)單地說(shuō)是指將信息從一個(gè)地點(diǎn)傳送到另一個(gè)地點(diǎn)所采取的方法和措施。按照歷史發(fā)展的順序，通信技術(shù)先后由人體傳遞信息通信到簡(jiǎn)易信號(hào)通信，再發(fā)展到有線通信和無(wú)線通信。近年來(lái)發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的就是無(wú)線通信技術(shù)。無(wú)線通信技術(shù)主要包括無(wú)線電通信、微波通信

2、、紅外通信和光通信等多種形式。其中無(wú)線電通信最為廣泛，它是利用電磁波信號(hào)在自由空間傳播的特性進(jìn)行信息交換的一種通信方式。目前無(wú)線通信主要使用數(shù)字化通信技術(shù)。數(shù)字化通信是一種用數(shù)字信號(hào)0和1進(jìn)行數(shù)字編碼傳輸信息的通信方式。數(shù)字化通信可以傳輸電報(bào)、數(shù)據(jù)等數(shù)字信號(hào)，也可傳輸經(jīng)過(guò)數(shù)字化處理的語(yǔ)音和圖像等模擬信號(hào)。無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)是利用無(wú)線通信技術(shù)、通信設(shè)備、通信標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議等組成的通信網(wǎng)絡(luò)，在該網(wǎng)絡(luò)中通信終端能夠接入網(wǎng)絡(luò)并依賴該網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相互通信。根據(jù)接入網(wǎng)絡(luò)的方式不同可以分為集中式和自組織兩種。集中式終端根據(jù)其位置是否固定又可分為固定式和移動(dòng)式，如

3、固定或移動(dòng)基站、固定骨干節(jié)點(diǎn)等。典型的集中式包括各類蜂窩網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)安裝多個(gè)固定的基站把較大通信區(qū)域覆蓋，而每個(gè)基站可以管理成百上千個(gè)移動(dòng)接入節(jié)點(diǎn)。在無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)中可以利用集中式接入在一個(gè)相對(duì)小區(qū)域內(nèi)形成星狀網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)是連接物體的信息通道，在物聯(lián)網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)有多種形式，如有線網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，局域網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)，企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、專用網(wǎng)絡(luò)等等。對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具有特別的吸引力，不僅可以擺脫布線的麻煩和費(fèi)用，而且對(duì)于移動(dòng)物體可能是唯一的連網(wǎng)選擇。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)豐富多樣，根據(jù)距離不同，可以組成無(wú)線個(gè)域網(wǎng)、無(wú)線局域網(wǎng)、無(wú)線城域網(wǎng)和無(wú)線廣域網(wǎng)。其中

4、近距離的無(wú)線技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)最為活躍的部分，因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)被稱作是互聯(lián)網(wǎng)的最后一公里，也稱為末梢網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)應(yīng)用的不同，其通信距離可能是幾厘米到幾百米之間，目前常用的技術(shù)主要有藍(lán)牙、ZigBee、Z-wave、RFID、NFC、UWB、WI-FI等。無(wú)線個(gè)域網(wǎng)(WirelessPersonalAreaNetwork，WPAN)是為了實(shí)現(xiàn)活動(dòng)半徑小、業(yè)務(wù)類型豐富、面向特定群體、無(wú)線無(wú)縫的連接而提出的新興無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。無(wú)線個(gè)域網(wǎng)主要解決最后幾十米的通信問(wèn)題，目前主要包括藍(lán)牙技術(shù)、ZigBee技術(shù)、UWB技術(shù)、Z-wave技術(shù)、NFC（近距離通信

5、）和紅外通信等技術(shù)，具有低成本、低功耗、通信距離短等特點(diǎn)。無(wú)線局域網(wǎng)（Wireless?local?area?network，WLAN）是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。無(wú)線局域網(wǎng)利用電磁波在空氣中發(fā)送和接受數(shù)據(jù)，無(wú)需線纜介質(zhì)，具有傳統(tǒng)局域網(wǎng)無(wú)法比擬的靈活性。無(wú)線局域網(wǎng)的技術(shù)要點(diǎn)（1）可靠性（2）兼容性（3）數(shù)據(jù)傳輸速（4）通信安全（5）移動(dòng)性。無(wú)線局域網(wǎng)的基本構(gòu)件有無(wú)線網(wǎng)卡和無(wú)線網(wǎng)關(guān)。（1）無(wú)線網(wǎng)卡：無(wú)線網(wǎng)卡的作用類似于以太網(wǎng)卡，作為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的接口，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的連接。（2）無(wú)線網(wǎng)關(guān)：無(wú)線網(wǎng)關(guān)也稱無(wú)線網(wǎng)橋、無(wú)線接入點(diǎn)或

6、無(wú)線AP（AcessPoint）可以起到以太網(wǎng)中的集線器的作用。盡管無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，但是人們對(duì)于無(wú)線寬帶通信的探索并未因此而停止，人們期待覆蓋范圍更大、信息速率更高、服務(wù)質(zhì)量更好的技術(shù)出現(xiàn)，因此無(wú)線城域網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生。自2004年美國(guó)費(fèi)城首先提出無(wú)線城市發(fā)展計(jì)劃以來(lái)，美國(guó)、西歐等國(guó)家和地區(qū)已有一批城市在政府主導(dǎo)下開(kāi)始進(jìn)行無(wú)線城市的建設(shè)，無(wú)線城域網(wǎng)技術(shù)WMAN（WirelessMetropolitanAreaNetwork）應(yīng)運(yùn)而生。無(wú)線城域網(wǎng)的整體結(jié)構(gòu)：無(wú)線城域網(wǎng)由基站（BS）、用戶基站（SS）、接力站（RS）組成。在

7、無(wú)線城域網(wǎng)中，基站的作用是一方面提供與核心網(wǎng)絡(luò)即傳統(tǒng)因特網(wǎng)間的連接，另一方面通常采用扇形/定向天線或全向天線向用戶基站發(fā)送數(shù)據(jù)。無(wú)線城域網(wǎng)的通信標(biāo)準(zhǔn)主要是IEEE802.16協(xié)議，而WiMAX常用來(lái)表示無(wú)線城域網(wǎng)WMAN，這與Wi-Fi常用來(lái)表示無(wú)線局域網(wǎng)WLAN相似。IEEE802.16協(xié)議是無(wú)線城域網(wǎng)的通信標(biāo)準(zhǔn)，其作用就是在用戶終端同核心網(wǎng)絡(luò)之間建立起一個(gè)通信路徑，保證數(shù)據(jù)在兩者之間的無(wú)線連接。IEEE802.16主要有三層體系結(jié)構(gòu)（1）物理層（2）數(shù)據(jù)鏈路層（3）匯聚層。IEEE802.16的技術(shù)優(yōu)勢(shì)（1）擺脫了有線網(wǎng)絡(luò)線纜的束

8、縛（2）與無(wú)線局域網(wǎng)相比性能更勝一籌（3）節(jié)約網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。對(duì)于WiMAX，近年來(lái)隨著IPTV、流媒體等業(yè)務(wù)的發(fā)展，用戶對(duì)“最后一公里”寬帶化的需求日益突出。WiMAX作為最具影響力的寬帶無(wú)線接入技術(shù)受到了國(guó)內(nèi)外通信界的