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(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)之后的世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮。世界各國(guó)的未來(lái)信息化發(fā)展戰(zhàn)略，均從不同概念向物聯(lián)網(wǎng)演進(jìn)。在中國(guó)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已從實(shí)驗(yàn)室階段走向?qū)嶋H應(yīng)用，國(guó)家電網(wǎng)、機(jī)場(chǎng)安保、物流等領(lǐng)域已出現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)身影。專(zhuān)家預(yù)計(jì)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將用三至五年普及，將會(huì)發(fā)展為上萬(wàn)億規(guī)模的高科技市場(chǎng)。而我國(guó)目前在傳感網(wǎng)領(lǐng)域走在世界前列，中國(guó)與德國(guó)、美國(guó)、英國(guó)等一起成為國(guó)際物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)制定的主導(dǎo)國(guó)。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(guò)射頻識(shí)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(lái)，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)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(jī)?A網(wǎng)橋或交換機(jī)家庭帶有傳感器的設(shè)備工廠各種設(shè)備參數(shù)表用戶(hù)用戶(hù)終端設(shè)備無(wú)線(xiàn)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(jī)?A網(wǎng)橋或交換機(jī)家庭帶有傳感器的設(shè)備工廠各種設(shè)備參數(shù)表用戶(hù)用戶(hù)終端設(shè)備無(wú)線(xiàn)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(duì)終端數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)平臺(tái)并能通過(guò)服務(wù)平臺(tái)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(guò)有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)的數(shù)據(jù)鏈路，將傳感器和終端檢測(cè)到的數(shù)據(jù)上傳到管理平臺(tái)，并接收管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)到各個(gè)擴(kuò)展功能節(jié)點(diǎn)。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(tái)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(diǎn)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(shí)，可以通過(guò)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(diǎn)，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(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)作為移動(dòng)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，GPRS/CDMA/TD等將成為未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)中主要的移動(dòng)通訊載體，因其具有無(wú)布線(xiàn)、易布置、可流動(dòng)情況下工作的特點(diǎn)，將被大量應(yīng)用在需要移動(dòng)傳輸數(shù)據(jù)和不利于布線(xiàn)布網(wǎng)的野外場(chǎng)合。但這種網(wǎng)絡(luò)由于無(wú)線(xiàn)交換的特點(diǎn)，具有一定的時(shí)延，且?guī)捰邢?，一般用?lái)做實(shí)時(shí)性要求不高和數(shù)據(jù)量不大的場(chǎng)合。3、 WLAN無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)WLAN無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，他兼有以太網(wǎng)、寬帶網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)，又具備GPRS/CDMA/TD等網(wǎng)絡(luò)的部分無(wú)線(xiàn)功能，在無(wú)線(xiàn)聯(lián)網(wǎng)中發(fā)揮重要作用。但WLAN無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的范圍，即受限與無(wú)線(xiàn)路由的信號(hào)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(xiàn)的場(chǎng)合，并作為以太網(wǎng)、寬帶網(wǎng)的重要補(bǔ)充。4、 ADSL/MODEMADSL網(wǎng)絡(luò)是MODEM網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)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(diǎn)是實(shí)時(shí)性稍好，可為終端分配有效的外部IP（可以是動(dòng)態(tài)，也可以是靜態(tài)），也可以通過(guò)路由或交換機(jī)供多終端使用，但該網(wǎng)絡(luò)速度受限，可以用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)量中等的語(yǔ)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(fèi)用

雖數(shù)據(jù)量大小而不同。以上幾種網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比分析及數(shù)據(jù)流量：網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)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(chǎng)合、網(wǎng)10/100/1000M接H44-帶量信息、接入簡(jiǎn)單、可絡(luò)條件受限于其接入入，實(shí)際使用可以達(dá)多終端共享網(wǎng)絡(luò)、整體分?jǐn)傇O(shè)用成本低。的運(yùn)營(yíng)服務(wù)商。到10M。GPRS/CD布網(wǎng)簡(jiǎn)單、網(wǎng)絡(luò)范圍廣、終端需要增加通訊模GPRS:100K以?xún)?nèi)MA無(wú)線(xiàn)適用于野外布點(diǎn)、也可塊，需要申請(qǐng)數(shù)據(jù)流量CDMA:100~300K與終端一同移動(dòng)工作。業(yè)務(wù)，使用時(shí)，流量費(fèi)用較高，有長(zhǎng)期費(fèi)用存在。TD:1M以?xún)?nèi)WLAN無(wú)線(xiàn)兼有以太網(wǎng)/寬帶網(wǎng)和需要增加無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡、無(wú)WLAN:108M/54M/1網(wǎng)絡(luò)GPRS/CDMA無(wú)線(xiàn)的共線(xiàn)AP或無(wú)線(xiàn)路由等設(shè)1M同優(yōu)點(diǎn)。備，無(wú)線(xiàn)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(shí)切換不靈活，移動(dòng)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(chǎng)合、網(wǎng)ADSL :DEM數(shù)據(jù)量信息、接入簡(jiǎn)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(yùn)營(yíng)服務(wù)商。MODEM:512/128體分?jǐn)傇O(shè)用成本低。適K合家庭用戶(hù)和小企業(yè)用(MODEM因速度戶(hù)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(wú)線(xiàn)終端設(shè)備無(wú)線(xiàn)終端設(shè)備無(wú)線(xiàn)終端設(shè)備無(wú)線(xiàn)終端設(shè)備無(wú)線(xiàn)終端設(shè)備無(wú)線(xiàn)終端設(shè)備無(wú)線(xiàn)終端設(shè)備無(wú)線(xiàn)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(mǎn)足。2．區(qū)域集中應(yīng)用：

以太網(wǎng)路由/交換機(jī)有線(xiàn)終端設(shè)備有線(xiàn)終端設(shè)備有線(xiàn)終端設(shè)備以太網(wǎng)路由/交換機(jī)有線(xiàn)終端設(shè)備有線(xiàn)終端設(shè)備有線(xiàn)終端設(shè)備區(qū)域集中應(yīng)用結(jié)構(gòu)圖建議通過(guò)有線(xiàn)利用路由或交換機(jī)方式滿(mǎn)足。3．區(qū)域分散應(yīng)用：無(wú)線(xiàn)終端設(shè)備無(wú)線(xiàn)終端設(shè)備無(wú)線(xiàn)終端設(shè)備無(wú)線(xiàn)終端設(shè)備無(wú)線(xiàn)終端設(shè)備無(wú)線(xiàn)終端設(shè)備無(wú)線(xiàn)終端設(shè)備無(wú)線(xiàn)終端設(shè)備區(qū)域分散應(yīng)用結(jié)構(gòu)圖建議通過(guò)有線(xiàn)接入WLAN后，無(wú)線(xiàn)通訊接入滿(mǎn)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(chē)流量檢測(cè)系統(tǒng)、車(chē)流量發(fā)布系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)的信號(hào)分散在城市的各處，需要上傳到交通指揮中心，并經(jīng)過(guò)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(wú)線(xiàn)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(méi)有城市無(wú)線(xiàn)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(chē)流量檢測(cè)系統(tǒng)、車(chē)流量發(fā)布系統(tǒng)等因數(shù)據(jù)量較小，且不適合布線(xiàn)，可采用GPRS/CDMA無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行檢測(cè)和控制。2、智能化工廠：根據(jù)工廠內(nèi)需要檢測(cè)的參量不同，可進(jìn)行分類(lèi)分析。如機(jī)械加工工廠的設(shè)備檢測(cè)，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(tái)，如車(chē)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(wú)線(xiàn)傳輸?shù)碾姶鸥蓴_問(wèn)題。而在組裝類(lèi)的工廠中，一般流水線(xiàn)比較成熟和規(guī)范，設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)傳輸完全可以通過(guò)有線(xiàn)的以太網(wǎng)和寬帶連接來(lái)實(shí)現(xiàn)。而在有些特殊的應(yīng)用場(chǎng)合，如測(cè)量旋轉(zhuǎn)設(shè)備、短距離往復(fù)運(yùn)行設(shè)備（100米內(nèi)）等場(chǎng)合，需要終端本身具有后備電源，將檢測(cè)設(shè)備和終端一同固定在待測(cè)量設(shè)備上，并隨設(shè)備一同運(yùn)動(dòng)，這種應(yīng)用考慮使用WLAN和GPRS/CDMA方式，因?yàn)橹挥袩o(wú)線(xiàn)方式才適合運(yùn)動(dòng)的設(shè)備。3、智能物流：物流環(huán)節(jié)的重點(diǎn)由倉(cāng)儲(chǔ)和運(yùn)輸組成。在智能物流的過(guò)程中，倉(cāng)儲(chǔ)管理中的出入庫(kù)管理可以采用有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)如寬帶或ADSL，而在清點(diǎn)貨物、查尋貨物和運(yùn)輸過(guò)程中，一般采用GPRS/CDMA方式，通過(guò)這種方式，我們?cè)谌魏螘r(shí)間和任何地點(diǎn)，都可以查詢(xún)到平臺(tái)數(shù)據(jù)并可以將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)上傳到平臺(tái)。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(cè)型和環(huán)境監(jiān)測(cè)控制型。在環(huán)境監(jiān)測(cè)型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，一般設(shè)施為大棚和溫室，地處偏遠(yuǎn)，投資不大，只需要檢測(cè)環(huán)境參量的變化程度，網(wǎng)絡(luò)狀況相對(duì)較差，建議使用覆蓋較廣的GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)。而環(huán)境監(jiān)測(cè)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(shí)，也可以通過(guò)WLAN功能，將ADSL擴(kuò)展到更多的終端中，以擴(kuò)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(guò)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)