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组网技术在物联网中的应用解析

更新时间:2020-04-15 16:27发布人:和记娱乐 来源:和记h88点击次数:字号:T|T

  为了及时访问和管控物联网终端,物联网不再仅限于满足单向上传数据,还要组建专网,连接企业内网,实现双向通信和安全通信。这就对无线组网提出了需求。

  组网技术就是网络组建技术,分为以太网组网技术和ATM局域网组网技术。以太网组网非常灵活和简便,可使用多种物理介质,以不同拓扑结构组网,是目前国内外应用最为广泛的一种网络,已成为网络技术的主流。以太网按其传输速率又分成10Mb/s、100Mb/s、1000Mb/s。细缆以太网10BASE-2 10BASE-2以太网是采用IEEE802.3标准,它是一种典型的总线型结构。采用细缆为传输介质,通过T型接头与网卡上的BNC接口相连的总线型网络。举例来说,比如你的一台手机连接上了你家的由器,此时手机和由器之间产生了数据传输,这就是组网。

  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。

  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、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,同时为了终端设备的状态和管理,移动通信模块体积要小,功耗要低。

  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。

  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。

  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,采用终端设备之间的组网来完成。

  从物联网的需求出发,我们在无线宽带的基础上提出空中组网方案,以典型的物联网场景为例,采用空中组网方案,不再需要拉光纤,买设备,租宽带,做配置等。只需要几张物联网卡(此处是用于物联网的SIM卡)安装在服务器端和物联网终端上,经过后台的设置就可以在全国范围内快速搭建一个物联专网,实现针对物联网终端的数据收集,控制管理或者移动。

  在运营商处开通VPDN卡(即用于物联网的定向SIM卡),VPDN卡具有固定的私有IP地址,在卡的整个周期内,这个IP地址都固定不变。同时VPDN卡的流量将通过虚拟专线定向传送到VPDN连接平台。VPDN平台根据物联网的组网需求制定连接转发规则,将相关的VPDN卡互联互通,形成一张由VPDN卡组成的物联专网,专网内的终端或服务器则可以互相访问。

  物联网终端可以上传数据到服务器,服务器也可以根据VPDN卡的固定IP地址管理或者接收物联网终端的数据。

  这张物联专网同外部网络隔离以保障通信安全,卡的流量被有效使用。根据场景的需要也可以开通互联网出口,让物联网终端可以访问互联网上的资源。

  蓝牙系统采用一种灵活的无基站的组网方式,使得一个蓝牙设备可同时与7个其他的蓝牙设备相连接,蓝牙系统的网络结构的拓扑结构有两种形式:微微网和分布式网络。

  微微网能最多允许八台设备组成一个局域网。其中有一台是主设备,另外七台是从设备。在一个微微网中,所有设备的级别是相同的,具有相同的权限。分布式网络是由多个的非同步的微微网组成的,以特定的方式连接在一起。一个微微网中的主设备单元同时也可以作为另一个微微网中的从设备单元,这种设备单元又称为复合设备单元。

  一种短距离、超低功耗的无线通信技术。Zigbee的组网拓扑图一般可以多样,有网状、星型、树状的,并且所有的Zigbee节点都是自主的完成组网的,就是不需要人为操作,牛逼啊。蓝牙组网时,两台设备(比如手机和蓝牙)之间要进行配对;WIFI设备组网时,所作操作比蓝牙还要复杂,但目前已经比较成熟。在一个Zigbee网中,需要有三种不同类型的设备,分别是协调器、中继器、终端节点。

  当一张Zigbee的网络组件完成后,可以通过在该网络中添加中继器和终端节点,来扩大该网络的覆盖范围。网络中发生数据通讯时,数据从源设备发出后,如果接收设备在通讯范围之内(即两个设备之间的距离较近),那么直接接收数据;如果接收设备与源设备距离较远,则可以通过中继器和终端节点来进行中转,最后数据到达接收设备。小编对于Zigbee的了解不多,只能到这里。

  由升特公司(Semech)发布的一种专用于无线电调制解调的技术。这个技术感觉要一骑绝尘了。其同时具备低功耗和远距离组网的特点,其传输距离可达数十公里。基于LoRa技术的普通数据发射器,可以在两节五号电池供电的情况下,向距离一二十公里的接收网关持续发送信息,并能稳定工作10年以上。LoRa的网络中,支持多节点,一般呈星型分布。

  伴随着物联网技术的快速发展,无线组网技术已经应用到了各个领域,结合传感器技术和计算机技术对每个应用领域都起到了很大的影响。

  通过无线网络自动收集各种信息,并将信息回馈到系统进行数据处理与分析,以利工厂整体信息之掌握,例如火警的感测和通知、照明系统的感测、生产机台的流程控制等,都可由组建的无线网络提供相关信息,以达到工业与方面的控制管理。

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