通俗易懂物联网(6):组网技术
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发布时间:2018-03-23 10:08

  上一篇文章介绍了几种常用的近距离无线通信技术,在这篇文章中,我们利用各类近距离无线通信技术的特点,总结出合理的物联网组网技术。

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  一、不同距离段采用不同的无线通信技术

  距离是物联网组网的一个基础因素,不同的通信技术在不同的距离上有其用武之地。为了便于描述,这里定义五个距离段:0~10cm(Distance-1)、0.1~1m(Distance-2)、1~10m(Distance-3)、10~100m(Distance-4)和100m以上(Distance-5)。下面我们来看看不同距离段对通信技术的要求及适用的无线通信技术都有哪些。

  Distance-1

  对于这个距离段的通信来说,应用的场景多为快速安全的数据交互和认证。这个特性要求通信的建网速度要快,数据量不能太大,安全性和抗干扰性强。这类场景包括:移动支付、快速身份认证、终端快速识别和任务触发等。

  对于设备来说,这个距离段内的物联网终端设备多为移动便携式设备,要求通信模块的体积小、功耗小、寿命周期长。综合考虑之下,NFC是应用于此类场景中比较好的无线通信技术。

  Distance-2

  在这个距离段,通常的场景是一个工作区域的数据交互和命令控制,如:蓝牙耳机、蓝牙控制、声控、红外控制和数据同步等。具体到物联网场景,这种距离的组网通常是由通信能力强的可移动物联网设备与固定的通信能力弱的物联网终端设备之间的数据交互。

  移动的物联网终端设备通常以收集数据和计算数据为主,固定设备用以采集数据,并在移动终端与其建立通信后将数据一次性传输上去。通常说来,采集功能的终端设备数量和种类比较多,同时为了保证终端设备的状态和管理,移动通信模块体积要小,功耗要低。

  综合考虑之下,IrDA、蓝牙和iBeacon是在该距离段内的比较合适的无线通信技术。

  Distance-3

  这个距离范围通常是一个比较封闭的空间(如室内),同时网络数据流量比较大、传输速度也比较快。很明显,Wi-Fi是较为合适的用在这一距离段内的无线通信技术。

  Distance-4

  在这个距离范围内,通常需要在室外进行物联网的部署。由于室外部署终端设备会出现供电抗干扰问题及通信安全问题,因此在这个距离段内选择通信技术时必须要充分考虑到这些因素。综合考虑之下,选择RFID或ZigBee作为该距离段的无线通信技术。

  Distance-5

  对于这个超过100m距离的通信来说,目前没有专门的无线通信技术,建议采用终端设备之间的组网来完成。

  二、物联网网络拓扑

  在物联网中,最常用的网络拓扑结构是各个终端设备之间的协作组网方式。协作组网指设备之间使用协助的方式进行通信,也只有这种方式才能扩充局域物联网的范围,而不受近距离无线通信本身的距离和传输速率的限制。

  但是,一般通信能力强的终端设备在体积和功耗上都会比较大,而对物联网终端设备的要求是通信模块体积小、灵活性高、功耗低,这样才能满足不同环境、不同场景的需求。

  基于以上各方面的考虑,可以采用二级拓扑的组网技术:在直接感知物体的物联网终端设备上采用体积小、功耗低、安全性高的近距离通信技术建立微小网络单元,在达到一定单元和数量后建立采用通信能力强、传输距离长的近距离无线通信技术组成一个分级的局域物联网网络。

  此外,对于物联网组网技术的选择,物联网终端的移动性和数据特性也是需要重点考虑的因素。

  三、总结

  本文介绍了物联网的组网技术,在不同的距离段内需要使用不同的无线通信技术。在选择使用哪种无线通信技术进行物联网组网时,距离不是唯一的考虑因素,同时要考虑物联网终端设备的特性和数据的特性等。也就是说,不能单纯地从技术参数的角度来选择组网技术,而是要综合考虑各种可能对网络传输带来影响的因素。