物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)綜述三

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)綜述三——物聯(lián)網(wǎng)傳輸技術(shù)》的提綱作者：謝中業(yè)導(dǎo)言：物聯(lián)網(wǎng)的概念是在1999年提出的，但他發(fā)展迅速，已經(jīng)成為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后的世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮。世界各國的未來信息化發(fā)展戰(zhàn)略，均從不同概念向物聯(lián)網(wǎng)演進。在中國，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已從實驗室階段走向?qū)嶋H應(yīng)用，國家電網(wǎng)、機場安保、物流等領(lǐng)域已出現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)身影。專家預(yù)計，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將用三至五年普及，將會發(fā)展為上萬億規(guī)模的高科技市場。而我國目前在傳感網(wǎng)領(lǐng)域走在世界前列，中國與德國、美國、英國等一起成為國際物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)制定的主導(dǎo)國。物聯(lián)網(wǎng)是由傳感設(shè)備、終端和信息處理中心組成，本文將主要講述物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)的相關(guān)情況。一、什么是物聯(lián)網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)：通過射頻識別（RFID）紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)（GPS）激光掃描器、環(huán)境傳感器、圖像感知器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)傳輸網(wǎng)絡(luò)傳感網(wǎng)絡(luò)橋或交換機?A網(wǎng)橋或交換機家庭帶有傳感器的設(shè)備工廠各種設(shè)備參數(shù)表用戶用戶終端設(shè)備無線終端設(shè)備城市中各種傳感器物流RFID標(biāo)簽讀卡器應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)傳輸網(wǎng)絡(luò)傳感網(wǎng)絡(luò)橋或交換機?A網(wǎng)橋或交換機家庭帶有傳感器的設(shè)備工廠各種設(shè)備參數(shù)表用戶用戶終端設(shè)備無線終端設(shè)備城市中各種傳感器物流RFID標(biāo)簽讀卡器調(diào)制解調(diào)器O基站物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖圖一：物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖物聯(lián)網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)：在物聯(lián)網(wǎng)中，對終端數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)平臺并能通過服務(wù)平臺獲取數(shù)據(jù)的傳輸通道。二、物聯(lián)網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)的作用作用：物聯(lián)網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ?，他通過有線、無線的數(shù)據(jù)鏈路，將傳感器和終端檢測到的數(shù)據(jù)上傳到管理平臺，并接收管理平臺的數(shù)據(jù)到各個擴展功能節(jié)點。物聯(lián)網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)是內(nèi)部數(shù)據(jù)與互聯(lián)網(wǎng)平臺數(shù)據(jù)的交換通道，是物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)與互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)交換的中間載體，他屬于互聯(lián)網(wǎng)中的局域網(wǎng)和城域網(wǎng)部分。三、物聯(lián)網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)的主要構(gòu)成及優(yōu)缺點分析物聯(lián)網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)是互聯(lián)網(wǎng)的末端接入部分，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的傳輸介質(zhì)不同，可以分為如下部分：1、以太網(wǎng)/寬帶以太網(wǎng)和寬帶網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的主要接入形式，也是物聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)闹饕ㄓ嵼d體。在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中，有以太網(wǎng)或?qū)拵Ы尤霔l件的固定終端應(yīng)用時，可以通過終端上的以太網(wǎng)接口接入到網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)，繼承了以太網(wǎng)和寬帶的大數(shù)據(jù)量和低延遲的特點，可以用于傳輸大數(shù)據(jù)量的文件信息和流媒體信息。但這種接入形式，受限于應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，在不便布置以太網(wǎng)和寬帶的地方，使用受到限制。2、GPRS/CDMA/3G無線網(wǎng)絡(luò)作為移動無線網(wǎng)絡(luò)，GPRS/CDMA/TD等將成為未來物聯(lián)網(wǎng)中主要的移動通訊載體，因其具有無布線、易布置、可流動情況下工作的特點，將被大量應(yīng)用在需要移動傳輸數(shù)據(jù)和不利于布線布網(wǎng)的野外場合。但這種網(wǎng)絡(luò)由于無線交換的特點，具有一定的時延，且?guī)捰邢蓿话阌脕碜鰧崟r性要求不高和數(shù)據(jù)量不大的場合。3、 WLAN無線網(wǎng)絡(luò)WLAN無線網(wǎng)絡(luò)是以太網(wǎng)、寬帶網(wǎng)的末端延伸，屬于區(qū)域內(nèi)的無線網(wǎng)絡(luò)，他兼有以太網(wǎng)、寬帶網(wǎng)的優(yōu)點，又具備GPRS/CDMA/TD等網(wǎng)絡(luò)的部分無線功能，在無線聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮重要作用。但WLAN無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的范圍，即受限與無線路由的信號范圍，又受限于以太網(wǎng)、寬帶網(wǎng)的接入，因此，一般應(yīng)用在寬帶接入的末端不適宜布線的場合，并作為以太網(wǎng)、寬帶網(wǎng)的重要補充。4、 ADSL/MODEMADSL網(wǎng)絡(luò)是MODEM網(wǎng)絡(luò)的升級形式，在家庭和小型辦公區(qū)被廣泛采用，這種網(wǎng)絡(luò)的主要特點是實時性稍好，可為終端分配有效的外部IP（可以是動態(tài)，也可以是靜態(tài)），也可以通過路由或交換機供多終端使用，但該網(wǎng)絡(luò)速度受限，可以用來傳輸數(shù)據(jù)量中等的語音數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)量小的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)，使用費用

雖數(shù)據(jù)量大小而不同。以上幾種網(wǎng)絡(luò)類型優(yōu)缺點對比分析及數(shù)據(jù)流量：網(wǎng)絡(luò)類型優(yōu)點缺點數(shù)據(jù)流量以太網(wǎng)/寬速度快、可傳輸大數(shù)據(jù)只適用于固定場合、網(wǎng)10/100/1000M接H44-帶量信息、接入簡單、可絡(luò)條件受限于其接入入，實際使用可以達多終端共享網(wǎng)絡(luò)、整體分攤設(shè)用成本低。的運營服務(wù)商。到10M。GPRS/CD布網(wǎng)簡單、網(wǎng)絡(luò)范圍廣、終端需要增加通訊模GPRS:100K以內(nèi)MA無線適用于野外布點、也可塊，需要申請數(shù)據(jù)流量CDMA:100~300K與終端一同移動工作。業(yè)務(wù)，使用時，流量費用較高，有長期費用存在。TD:1M以內(nèi)WLAN無線兼有以太網(wǎng)/寬帶網(wǎng)和需要增加無線網(wǎng)卡、無WLAN:108M/54M/1網(wǎng)絡(luò)GPRS/CDMA無線的共線AP或無線路由等設(shè)1M同優(yōu)點。備，無線范圍受限于AP或路由的發(fā)射功率，一般空曠地范圍在50~200米之間多基站時切換不靈活，移動范圍受限。（前端受限與其他網(wǎng)絡(luò)）

ADSL/MO速度中等、可傳輸中等只適用于固定場合、網(wǎng)ADSL :DEM數(shù)據(jù)量信息、接入簡單、絡(luò)條件受限于其接入2M/1M/512K可多終端共享網(wǎng)絡(luò)、整的運營服務(wù)商。MODEM:512/128體分攤設(shè)用成本低。適K合家庭用戶和小企業(yè)用(MODEM因速度戶的應(yīng)用。太低，現(xiàn)基本被淘汰)四、物聯(lián)網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用圖例1．廣域分散應(yīng)用：無線終端設(shè)備無線終端設(shè)備無線終端設(shè)備無線終端設(shè)備無線終端設(shè)備無線終端設(shè)備無線終端設(shè)備無線終端設(shè)備廣域網(wǎng)分散應(yīng)用結(jié)構(gòu)圖建議使用GPRS/CDMA通訊方式滿足。2．區(qū)域集中應(yīng)用：

以太網(wǎng)路由/交換機有線終端設(shè)備有線終端設(shè)備有線終端設(shè)備以太網(wǎng)路由/交換機有線終端設(shè)備有線終端設(shè)備有線終端設(shè)備區(qū)域集中應(yīng)用結(jié)構(gòu)圖建議通過有線利用路由或交換機方式滿足。3．區(qū)域分散應(yīng)用：無線終端設(shè)備無線終端設(shè)備無線終端設(shè)備無線終端設(shè)備無線終端設(shè)備無線終端設(shè)備無線終端設(shè)備無線終端設(shè)備區(qū)域分散應(yīng)用結(jié)構(gòu)圖建議通過有線接入WLAN后，無線通訊接入滿足。五、物聯(lián)網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用分析1、智能化交通：智能化交通一般必須包括以下部分：道路視頻監(jiān)控系統(tǒng)、交通燈智能控制系統(tǒng)、車流量檢測系統(tǒng)、車流量發(fā)布系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)的信號分散在城市的各處，需要上傳到交通指揮中心，并經(jīng)過分析判斷后作出控制和調(diào)度決策。分析可知，其主要的傳輸載體按照如下考慮：道路視頻監(jiān)控系統(tǒng)采用城市無線局域網(wǎng)的WLAN功能傳輸，在有條件的地方可以采用以太網(wǎng)/寬帶傳輸，在沒有城市無線局域網(wǎng)的情況下，可以采用高速通訊的GPRS/CDMA或3G網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)。交通燈智能控制系統(tǒng)、車流量檢測系統(tǒng)、車流量發(fā)布系統(tǒng)等因數(shù)據(jù)量較小，且不適合布線，可采用GPRS/CDMA無線網(wǎng)絡(luò)進行檢測和控制。2、智能化工廠：根據(jù)工廠內(nèi)需要檢測的參量不同，可進行分類分析。如機械加工工廠的設(shè)備檢測，一般需要在設(shè)備上安裝傳感器或轉(zhuǎn)換器等，并把數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X平臺，如車間本身不是純鋼結(jié)構(gòu)的，可以考慮采用WLAN方式傳輸，也可以考慮GPRS/CDMA方式傳輸。但不論哪種方式傳輸，首先要解決的就是無線傳輸?shù)碾姶鸥蓴_問題。而在組裝類的工廠中，一般流水線比較成熟和規(guī)范，設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)傳輸完全可以通過有線的以太網(wǎng)和寬帶連接來實現(xiàn)。而在有些特殊的應(yīng)用場合，如測量旋轉(zhuǎn)設(shè)備、短距離往復(fù)運行設(shè)備（100米內(nèi)）等場合，需要終端本身具有后備電源，將檢測設(shè)備和終端一同固定在待測量設(shè)備上，并隨設(shè)備一同運動，這種應(yīng)用考慮使用WLAN和GPRS/CDMA方式，因為只有無線方式才適合運動的設(shè)備。3、智能物流：物流環(huán)節(jié)的重點由倉儲和運輸組成。在智能物流的過程中，倉儲管理中的出入庫管理可以采用有線網(wǎng)絡(luò)如寬帶或ADSL，而在清點貨物、查尋貨物和運輸過程中，一般采用GPRS/CDMA方式，通過這種方式，我們在任何時間和任何地點，都可以查詢到平臺數(shù)據(jù)并可以將實時數(shù)據(jù)上傳到平臺。4、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)根據(jù)是否需要參量控制，可分為環(huán)境監(jiān)測型和環(huán)境監(jiān)測控制型。在環(huán)境監(jiān)測型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，一般設(shè)施為大棚和溫室，地處偏遠，投資不大，只需要檢測環(huán)境參量的變化程度，網(wǎng)絡(luò)狀況相對較差，建議使用覆蓋較廣的GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)。而環(huán)境監(jiān)測控制型溫室，一般規(guī)模較大，設(shè)施齊全，有較好的配套控制設(shè)備，一般也有較好的網(wǎng)絡(luò)，至少可以使用ADSL網(wǎng)絡(luò)完成數(shù)據(jù)傳輸，同時，也可以通過WLAN功能，將ADSL擴展到更多的終端中，以擴大應(yīng)用范圍。5、智能家居：家電的內(nèi)嵌傳感器、家居的環(huán)境傳感器等的數(shù)據(jù)通過家庭網(wǎng)絡(luò)，如：寬帶、ADSL等將數(shù)據(jù)匯總到家庭管理服務(wù)