随着万物互联时代的到来,物与物之间的连接方式也在不断的发展和更新。如果说传感器是物联网的触摸,那么无线传输就是物联网的神经系统,连接着整个物联网的传感器。在物联网出现之前,网络接入需求主要体现在PC和移动终端的上网需求。在物联网技术发展的今天,无线接入不仅体现在PC、移动终端对网络的连接需求,更体现在工业生产环境中物与物之间的连接需求。短距离无线传输技术包括WIFI、蓝牙、UWB、MTC、ZigBee、NFC等,信号覆盖范围一般在几十厘米到几百米之间。短距离无线传输技术主要应用于局域网,如家庭网络、工厂车间网络、企业办公网络等。Wi-Fi广泛用于许多物联网用例,最常见的是作为从网关到连接到互联网的路由器的链路。但是,它也用于需要高速和中等距离的主要无线链路。WiFi技术并非旨在取代蓝牙或其他短程无线电技术。两者的应用领域完全不同,虽然在某些领域会有重叠。WiFi设备通常设计为覆盖数百米的范围。如果加强天线或者增加热点,覆盖范围会更大,甚至整个办公楼都不成问题。WiFi无线技术主要是为移动设备接入LAN(局域网)、WAN(广域网)和互联网而设计的。基本上,在WiFi标准中,移动设备扮演客户端的角色,而服务器是网络中心设备;两个移动设备之间通过NFC和蓝牙技术的互联在点对点结构上有着巨大的差异。支持拓扑:星型结构使用距离:中短距离(数百米)应用场景:移动设备等设备间短距离连接,但实际使用中只有10米左右。它最大的特点是可以让方便携带的移动通讯设备和电脑连接到互联网并传输数据和消息,而无需使用电缆。目前广泛应用于智能手机、智能穿戴设备的连接,以及智能家居、车联网等领域。支持拓扑结构:点对点结构使用距离:短距离(<100m)应用场景:移动设备、智能穿戴设备等脉冲传输数据,传输距离通常在10M以内,使用1GHz以上带宽,通信速率可达数百Mbit/s以上,UWB的工作频率范围为3.1GHz至10.6GHz,最小工作带宽为500MHz。其主要特点是:传输速率高;发射功率小,功耗低;保密性强;UWB通信采用时序,可抗多径衰落;UWB只需要很少的射频和微波器件,可以降低系统的复杂度。由于系统UWB系统占用的带宽非常高,UWB系统可能会干扰现有的其他无线通信系统。UWB主要用于具有高分辨率“更小射程”的雷达和成像系统,可以穿透墙壁和地面等障碍物。该装置可用于建筑物、桥梁、道路等混凝土和沥青结构的缺陷检测,地下电缆等管道的故障定位,也可用于疾病诊断。此外,在救援、公安、消防、医疗、医学图像处理等领域也非常有用。ZigBeeZigBee,又称ZigBee,是一种用于低速、短距离传输的无线网络协议。最底层是采用IEEE802.15.4标准规范的媒体接入层和物理层。主要特点是低速、低功耗、低成本、支持大量网络节点、支持多种网络拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。传输范围一般在10-100m之间。增加发射功率后,还可以增加到1~3km。这是指相邻节点之间的距离。如果通过路由和节点间通信中继,传输距离会更远。支持拓扑结构:星型、树型、网状结构使用距离:短、中距离(10m-数公里)应用场景:移动设备等NFCNFC本质上脱胎于一种“非接触式射频识别”(RFID)和互连技术无线设备之间是一种非接触式自动识别技术,通过射频信号自动识别目标物体并获取相关数据,识别工作无需人工干预。支持拓扑结构:点对点结构使用距离:短距离应用场景:远距离无线传输技术包括GPRS、NB-IoT、Sigfox、LoRa等传输技术主要应用于远程数据传输,如智能电表、智慧物流、远程设备数据采集等。GPRS主要针对工业应用。它是一款内嵌GSM/GPRS核心单元的无线调制解调器。它使用GSM/GPRS网络作为传输媒介。它是一款基于移动GSM短消息平台和GPRS数据业务的工业通讯终端。它利用GSM移动通信网络的短消息和GPRS业务,为用户搭建一个超远距离的数据传输平台。与短信业务相比,GPRS处于实时在线状态,可以在不中断当前工作状态的情况下,同时处理或接收多个检测点的数据。非常适合系统同时采集多个目标点的数据;GPRS不仅工作距离远,而且可以对系统进行双向操作,非常适合远程设备操作、远程设备升级等一些应用。因为GPRS网络已经覆盖了大部分地区,基本没有盲区,所以不需要单独建立通讯网络,只需安装好设备,插入SIM卡,即可进行网络通讯。主要用于气象、水文水利、地质等行业。GPRS实时数据传输银行、证券、保险行业税务、公安、交警、交通巡检、交通监控工控、遥感、遥测、移动办公。NB-IoT窄带物联网(NB-IoT)已成为万物互联的重要分支。NB-IoT建立在蜂窝网络之上,仅消耗约180KHz的带宽。可直接部署在GSM网络、UMTS网络或LTE网络上,降低部署成本,实现平滑升级。NB-IoT具有低频段、低功耗、低成本、高覆盖、高网络容量等特点。它也被称为“窄带物联网”。一个基站可以提供比传统2G、蓝牙、WiFi多50-100倍的接入终端,而且只需一块电池就可以工作十年。支持拓扑:星型结构使用距离:远距离(10km以上)应用场景:智慧城市、共享单车等传输距离较其他无线方式更远,实现低功耗与远距离的统一。在相同功耗下,将传统无线射频通信的距离扩大了3-5倍。支持拓扑结构:星型结构使用距离:远距离(一般2km-5km,最长可达15km)应用场景:物流跟踪等。在很多场景中,我们需要考虑多个因素,比如客户数据量,数据传输距离,成本等因素。因此,根据场景选择是最明智的决定。在物联网领域,大部分传感器嵌入芯片,网络传输模块能耗低、功耗低,主要以近距离无线连接为主。尤其是在工厂内部,无数的生产设备、物料和智能终端需要通过Wifi、蓝牙、Zigbee等短距离无线技术实现互联互通。然而,在某些业务中,近距离无线传输无法满足需求。例如,企业需要监控客户产品的使用状态,并实时回传数据。在重工企业中,监控远程设备的使用状态非常重要。因此,需要采用远距离无线传输技术来实现数据的回传。此时,企业可选择3G、4G等蜂窝通信技术,或LoRa、Sigfox、NB-IoT等低功耗广域网传输技术。不同层次物联网应用的无线传输需求是第一位的。大功率、高速的广域网传输技术,如2G、3G、4G蜂窝通信技术,适用于GPS导航定位、视频监控等实时性要求。更高的质量流量传输应用。二、低功耗、低速率的广域网传输技术,如Lora、Sigfox、NB-IoT等,适用于远程设备运行状态的数据传输、工业智能设备和终端的数据传输第三,大功率、高速的短距离传输技术,如WIFI、蓝牙等,适用于智能家居、可穿戴设备、M2M之间的连接和数据传输。第四,低功耗、低速率的短距离传输技术,如ZigBee。这种传输技术适用于局域网设备的灵活组网应用,如热点共享。目前,物联网无线传输技术的发展趋势主要是基于低功耗广域网。可以预计,未来几年,以Lora、Sigfox、NB-IoT为代表的低功耗广域网传输技术将逐渐成为物联网传输层连接技术的主流。
