物聯(lián)網(wǎng)采用哪些技術(shù)傳輸數據呢？

　　隨著(zhù)萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代的到來(lái)，物與物之間的連接方式也在不斷發(fā)展和更新。 如果說(shuō)，傳感器是物聯(lián)網(wǎng)的觸覺(jué)，那么，無(wú)線(xiàn)傳輸就是物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)系統，將遍布物聯(lián)網(wǎng)的傳感器連接起來(lái)。在物聯(lián)網(wǎng)出現以前，網(wǎng)絡(luò )的接入需求主要體現在PC、移動(dòng)終端對互聯(lián)網(wǎng)的接入需求。如今，隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，無(wú)線(xiàn)接入不僅僅體現在PC、移動(dòng)終端對網(wǎng)絡(luò )的連接需求，還有工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下物與物之間的連接需求。

　　近距離無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)包括WIFI、藍牙、UWB、MTC、ZigBee、NFC，信號覆蓋范圍則一般在幾十厘米到幾百米之間。近距離無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)主要應用在局域網(wǎng)，比如家庭網(wǎng)絡(luò )、工廠(chǎng)車(chē)間聯(lián)網(wǎng)、企業(yè)辦公聯(lián)網(wǎng)。
 

 

　　WiFi

　　Wi-Fi被廣泛用于許多物聯(lián)網(wǎng)應用案例，最常見(jiàn)的是作為從網(wǎng)關(guān)到連接互聯(lián)網(wǎng)的路由器的鏈路。然而，它也被用于要求高速和中距離的主要無(wú)線(xiàn)鏈路。

　　WiFi技術(shù)并不是為了取代藍牙或者其他短距離無(wú)線(xiàn)電技術(shù)而設計的，兩者的應用領(lǐng)域完全不同，雖然在某些領(lǐng)域上會(huì )有重疊。WiFi設備一般都是設計為覆蓋數百米范圍的，若是加強天線(xiàn)或者增設熱點(diǎn)的話(huà)，覆蓋面積將會(huì )更大，甚至是整幢辦公大樓都不成問(wèn)題。

　　WiFi無(wú)線(xiàn)技術(shù)主要為移動(dòng)設備接入LAN(局域網(wǎng))、WAN(廣域網(wǎng))，以及互聯(lián)網(wǎng)而設計。

　　基本上來(lái)說(shuō)，在WiFi標準中，移動(dòng)設備扮演的是客戶(hù)端角色，而服務(wù)端是網(wǎng)絡(luò )中心設備;與NFC、藍牙技術(shù)的兩移動(dòng)設備互聯(lián)互通在點(diǎn)對點(diǎn)(peertopeer)結構上有著(zhù)巨大的區別。

　　支持拓撲結構：星型結構

　　使用距離：近、中距離(數百米)

　　應用場(chǎng)景：移動(dòng)設備等

　　藍牙Bluetooth

　　藍牙是一種通用的短距離無(wú)線(xiàn)電技術(shù)，藍牙5.0藍牙理論上能夠在最遠 100 米左右的設備之間進(jìn)行短距離連線(xiàn)，但實(shí)際使用時(shí)大約只有10米。

　　其最大特色在于能讓輕易攜帶的移動(dòng)通訊設備和電腦，在不借助電纜的情況下聯(lián)網(wǎng)，并傳輸資料和訊息。目前普遍被應用在智能手機和智慧穿戴設備的連結以及智慧家庭、車(chē)用物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域中。

　　支持拓撲結構：點(diǎn)對點(diǎn)結構

　　使用距離：近距離(< 100 m)

　　應用場(chǎng)景：移動(dòng)設備、智慧穿戴設備等

　　UWB

　　超寬帶UWB是一種無(wú)載波通信技術(shù)，利用納秒至微微秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數據，其傳輸距離通常在10M以?xún)?，使?GHz以上帶寬，通信速度可以達到幾百兆bit/s以上，UWB的工作頻段范圍從3.1GHz到10.6GHz，最小工作頻寬為500MHz。

　　其主要特點(diǎn)是：傳輸速率高;發(fā)射功率低，功耗小;保密性強;UWB通信采用調時(shí)序列，能夠抗多徑衰落;UWB所需要的射頻和微波器件很少，可以減小系統的復雜性。由于系UWB統占用的帶寬很高，UWB系統可能會(huì )干擾現有其他無(wú)線(xiàn)通信系統。UWB主要應用在高分辨率"較小范圍"能夠穿透墻壁"地面等障礙物的雷達和圖像系統中。

　　這種裝置可以用來(lái)檢查樓房、橋梁、道路等工程的混凝土和瀝青結構中的缺陷，以及定位地下電纜及其它管線(xiàn)的故障位置，也可用于疾病診斷。另外，在救援、治安防范、消防及醫療、醫學(xué)圖像處理等領(lǐng)域都大有用途。

　　ZigBee

　　ZigBee，也稱(chēng)紫蜂，是一種低速短距離傳輸的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)上協(xié)議，底層是采用 IEEE 802.15.4 標準規范的媒體訪(fǎng)問(wèn)層與物理層。

　　主要特色有低速、低耗電、低成本、支持大量網(wǎng)上節點(diǎn)、支持多種網(wǎng)上拓撲、低復雜度、快速、可靠、安全。

　　傳輸范圍一般介于10～100m之間，在增加發(fā)射功率后，亦可增加到1～3km。這指的是相鄰節點(diǎn)間的距離。如果通過(guò)路由和節點(diǎn)間通信的接力，傳輸距離將可以更遠。

　　支持拓撲結構：星型、樹(shù)形、網(wǎng)狀形結構

　　使用距離：近、中距離(10m - 數km)

　　應用場(chǎng)景：移動(dòng)設備等

　　NFC

　　NFC實(shí)質(zhì)是脫胎于無(wú)線(xiàn)設備間的一種“非接觸式射頻識別”(RFID)及互聯(lián)技術(shù)，是一種非接觸式的自動(dòng)識別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號自動(dòng)識別目標對象并獲取相關(guān)數據，識別工作無(wú)須人工干預。

　　支持拓撲結構：點(diǎn)對點(diǎn)結構

　　使用距離：近距離

　　應用場(chǎng)景：掃碼、刷卡等

　　遠距離無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)包括GPRS、NB-IoT、Sigfox、LoRa，信號覆蓋范圍一般在幾公里到幾十公里。遠距離無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)主要應用在遠程數據的傳輸，如智能電表、智能物流、遠程設備數據采集等。

　　GPRS

　　主要針對工業(yè)級應用，是一款內嵌GSM/GPRS核心單元的無(wú)線(xiàn)Modem，采用GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò )為傳輸媒介，是一款基于移動(dòng)GSM短消息平臺和GPRS數據業(yè)務(wù)的工業(yè)級通訊終端。它利用GSM 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )的短信息和GPRS業(yè)務(wù)為用戶(hù)搭建了一個(gè)超遠距離的數據傳輸平臺。

　　相比于短消息服務(wù)來(lái)說(shuō)，GPRS是實(shí)時(shí)在線(xiàn)狀態(tài)，而且不需要停止目前工作狀態(tài)便可以同時(shí)處理多個(gè)或者接收多個(gè)檢測點(diǎn)的數據。非常適合系統同時(shí)采集多個(gè)目標點(diǎn)的數據;GPRS不但工作距離遠，同時(shí)可以進(jìn)行系統雙向操作，非常適合一些遠程設備操作和遠程設備升級等應用項目。因為GPRS網(wǎng)絡(luò )已覆蓋絕大部分地區，基本不存在盲區，所以不需要單獨建立通信網(wǎng)絡(luò )，只需要安裝好設備插入SIM卡，便可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )通信。

　　主要應用于氣象、水文水利、地質(zhì)等行業(yè)。 GPRS實(shí)時(shí)數據傳輸銀行、證券、保險行業(yè)稅務(wù)、公安、交警、交通稽查、交通監控工業(yè)控制、遙感、遙測、移動(dòng)辦公。

　　NB-IoT

　　窄帶物聯(lián)網(wǎng)(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)成為萬(wàn)物互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )的一個(gè)重要分支。

　　NB-IoT構建于蜂窩網(wǎng)絡(luò )，只消耗大約180KHz的帶寬，可直接部署于GSM網(wǎng)絡(luò )、UMTS網(wǎng)絡(luò )或LTE網(wǎng)絡(luò )，以降低部署成本、實(shí)現平滑升級。

　　NB-IoT的特點(diǎn)是低頻段、低功耗、低成本、高覆蓋、高網(wǎng)絡(luò )容量，也被稱(chēng)作“窄帶物聯(lián)網(wǎng)”。

　　一個(gè)基站就可以比傳統的2G、藍牙、WiFi多提供50-100倍的接入終端，并且只需一節電池設備就可以工作十年。

　　支持拓撲結構：星型結構

　　使用距離：遠距離(10km以上)

　　應用場(chǎng)景：智慧城市、共享單車(chē)等

　　LoRa

　　LoRa的名字就是遠距離無(wú)線(xiàn)電(Long Range Radio)，它最大特點(diǎn)就是在同樣的功耗條件下比其他無(wú)線(xiàn)方式傳播的距離更遠，實(shí)現了低功耗和遠距離的統一，它在同樣的功耗下比傳統的無(wú)線(xiàn)射頻通信距離擴大3-5倍。

　　支持拓撲結構：星型結構

　　使用距離：遠距離(典型2km - 5km，最高可達15 km)

　　應用場(chǎng)景：物流跟蹤等

　　在很多場(chǎng)景下，我們需要考慮多重因素，比如客戶(hù)數據量、數據傳輸距離、成本等因素。因此，根據場(chǎng)景進(jìn)行選擇，才是最明智的決定。

　　在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，大多數傳感器都是嵌入在芯片中，網(wǎng)絡(luò )傳輸模塊的能耗低，且功率小，主要以近距離無(wú)線(xiàn)連接為主。特別在工廠(chǎng)內部，無(wú)數的生產(chǎn)設備、物料和智能終端都需要利用Wifi、藍牙、Zigbee這些近距離無(wú)線(xiàn)技術(shù)實(shí)現互聯(lián)。但在有些業(yè)務(wù)中，近距離無(wú)線(xiàn)傳輸無(wú)法滿(mǎn)足需求。比如，企業(yè)需要對客戶(hù)產(chǎn)品的使用狀態(tài)進(jìn)行監控并實(shí)時(shí)的傳回數據。在重工企業(yè)，對遠程設備使用狀態(tài)的監控十分重要。因此，需要利用遠距離無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)實(shí)現數據的回傳。這個(gè)時(shí)候企業(yè)可以選擇3G、4G這樣的蜂窩通信技術(shù)，也可以選擇LoRa、Sigfox、NB-IoT這樣的低功耗廣域網(wǎng)傳輸技術(shù)。

　　不同層次物聯(lián)網(wǎng)應用的無(wú)線(xiàn)傳輸需求

　　第一，高功耗、高速率的廣域網(wǎng)傳輸技術(shù)，如2G、3G、4G蜂窩通信技術(shù)，這類(lèi)傳輸技術(shù)適合于GPS導航與定位、視頻監控等實(shí)時(shí)性要求較高的大流量傳輸應用。

　　第二，低功耗、低速率的廣域網(wǎng)傳輸技術(shù)，如Lora、Sigfox、NB-IoT等，這類(lèi)傳輸技術(shù)適合于遠程設備運行狀態(tài)的數據傳輸、工業(yè)智能設備及終端的數據傳輸等。

　　第三、高功耗、高速率的近距離傳輸技術(shù)，如WIFI、藍牙，這類(lèi)傳輸技術(shù)適合于智能家居、可穿戴設備以及M2M之間的連接及數據傳輸。

　　第四，低功耗、低速率的近距離傳輸技術(shù)，如ZigBee。這類(lèi)傳輸技術(shù)適合局域網(wǎng)設備的靈活組網(wǎng)應用，如熱點(diǎn)共享等。

　　目前，物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)的發(fā)展趨勢是以低功耗廣域網(wǎng)絡(luò )為主?？梢灶A計，在未來(lái)的幾年時(shí)間，以L(fǎng)ora、Sigfox、NB-IoT為代表的低功耗廣域網(wǎng)絡(luò )傳輸技術(shù)將逐漸成為物聯(lián)網(wǎng)傳輸層連接技術(shù)的主流。