物聯網的通信技術應用

作者：時間：2011-02-05 來源：網絡

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雖然早在20年前，RFID技術就已經被人們認識，但其真正的發(fā)展機會還是與物聯網的深度融合。因此，近來RFID的發(fā)展已經成為多項技術的綜合應用，包括芯片技術、天線技術、無線技術、電磁傳播技術、數據交換與編碼技術等。一套RFID系統由電子標簽、讀寫器和信息處理系統組成。電子標簽與讀寫器配合完成對被識別對象的信息采集功能;信息處理系統則根據需求承擔相應的信息控制和處理工作。根據工作頻率的不同，RFID系統大體分為中低頻和高頻兩類，典型的工作頻率為135kHz以下、13.56MHz、433MHz、860MHz～960MHz、2.45GHz和5.8GHz等。不同頻率RFID系統的工作距離不同，應用的領域也有差異。低頻段的RFID技術主要應用于移動物體識別、工廠數據自動采集系統等領域;13.56MHz的RFID技術已相對成熟，并且大部分以IC卡的形式廣泛應用于智能交通、門禁、防偽等多個領域，但其工作距離小于1m。較高頻段的433MHzRFID技術被美國國防部用于物流托盤追蹤管理;而在RFID技術中，當前研究和推廣的重點是高頻段的860MHz～960MHz的遠距離電子標簽，有效工作距離達到3～6m，適用于對物流、供應鏈的環(huán)節(jié)進行管理;2.45GHz和5.8GHzRFID技術以有源電子標簽的形式應用在集裝箱管理、公路收費等領域。

在前端的傳感網絡，完成了對物體信息的感知和采集之后，相關信息被集中傳輸到后端的無線傳輸網絡。而在這一部分，各種新舊無線技術應用的豐富程度并不比傳感技術遜色。據悉，IEEE目前正在制定無線個人區(qū)域網路(即WPAN)的兩個標準IEEE 802.11和IEEE 802.15。其中，IEEE 802.15.4標準正逐漸被接受成為低速率無線個人區(qū)域網絡(LR-WPANs)物理層和媒體訪問控制的標準。另外，無線傳感器網領域還有兩個基于 IEEE 802.15.4的工業(yè)標準：ZigBee和WirelessHART。ZigBee是一種作為一個開放的全球標準而制定的無線技術，是為解決低成本、低功耗無線傳感器網絡的特
殊需求開發(fā)的。該標準充分利用IEEE 802.15.4的無線收發(fā)器物理層規(guī)范，并采用在全球均可經營而無需特殊許可的頻率范圍：2.400—2.484千兆赫，902—928 兆赫和868.0—868.6兆
赫;WirelessHART是另一個由HART通信基金會開發(fā)的開放標準無線網絡技術。該協議采用了時間同步、自我組織和自我修復的網狀網絡結構。該協議目前支持通過使用IEEE 802.15.4標準的無線電媒體并在2.4GHz ISM波段操作。

此外，其他行業(yè)標準和專有系統也可能作為用于實施無線傳感器網絡技術的選擇。例如，EnOcean是在樓宇自動化領域廣泛使用的無線通信系統，也被認為是可能用在無線傳感器網絡的一種技術，但它目前還沒有通過任何公認的標準化機構進行標準化。

Z-Wave是為家庭自動化設計的無線通信專有標準，特別針對在家用和小型商用環(huán)境中的遙控應用。該技術采用低功耗無線收發(fā)器嵌入或裝到家庭電子設備和系統中，例如照明系統、家庭訪問控制系統、娛樂系統和家用電器。這項技術已被Z-Wave聯盟標準化。Z-Wave聯盟是一個國際生產廠商之間的聯盟，負責協調Z-Wave產品和設備的兼容性。

同時，一些現有的標準也正在被修改以適應無線傳感器網絡技術。例如，基于IEEE 802.11標準的無線局域網(WLAN)標準、稱作WiFi標準、被加入了一種支持低功耗的版本——所謂的低功率WiFi，以用于實現無線傳感器網絡技術。

在未來，無論是“智慧地球”還是“感知中國”，智能化物聯網來都將給人類生活帶來顛覆性的變革和巨大的商機。應用將無處不在，而物物之間的通信也將在現有額度基礎上實現跨越，傳感網、RFID、無線、有線、3G/4G、GPS、移動電信網絡、廣電網甚至電力網絡，跨網絡通信的協同和融合將像物與物之間的相連一樣，成為一種普遍的承載和更為廣義的生態(tài)系統。

編看編想：最好的醫(yī)療物聯網——“軀感網”

物聯網在醫(yī)療領域的應用被稱之為“軀感網”，據介紹，軀感網是指通過移動設備和傳感器捕捉人們的生理狀態(tài)，如體力活動水平、血壓、心跳、葡萄糖水平以及其他重要的生命指數，并將這些數據上傳到個人電子健康檔案中，供醫(yī)生或個人隨時隨地進行調閱，從而讓醫(yī)生幫助人們建立健康的生活方式，并提早對疾病進行監(jiān)控和預防。

傳感器是軀感網的前端，它能收集到很多有特征的數據。用于軀感網的傳感器一般可分為兩種，一種是可以移植到人體之內的;一種是佩戴在體表的，譬如對脈搏、血壓、心跳運動的監(jiān)測。從外觀上看，傳感器的形態(tài)也非常簡單，有的傳感器類似于手表戴在手腕上，有的則像耳機一樣戴在耳朵上，有的放在鞋里，還有的像創(chuàng)可貼一樣貼在身體的某個部位上。

另外，傳統的健康監(jiān)控模式，包括日常監(jiān)測、體檢和看病這幾大部分。日常監(jiān)測通常是在家里完成的，家庭中經常備有的醫(yī)療監(jiān)測設備包括: 血壓計、血糖儀、體重秤、體溫計等，它們能幫助人們實現日常的健康監(jiān)測。但這些設備很少能隨身攜帶，因此只能實現固定位置的健康監(jiān)控，無法做到隨時隨地的監(jiān)測。

隨著3G無線技術的成熟與應用，手機和傳感器可以通過藍牙進行連接，手機能夠接收到傳感器發(fā)出的信號。傳感器收集到的數據可以傳遞到手機上，這樣人們就可以“拿著手機走到哪兒測到哪兒”。

大量的健康監(jiān)測數據被收集之后，對其進行分析和使用則依靠軀感網的后端——云計算平臺，云計算能夠在后端實現一系列數據分析、數據挖掘、數據搜索等工作，在強大的云計算平臺支撐下，大量的健康監(jiān)測數據不需要人工去計算和分析就可以快速轉換成實用方便的健康指導信息，并可以隨時發(fā)送到手機上，提醒人們應該注意哪些問題，從而做到防患于未然。

傳感器、3G無線和云計算這三大技術的完美組合，將造就未來軀感網“被廣泛應用于人們的生活和保健，徹底顛覆傳統的健康模式，實現無所不在的健康監(jiān)控”的事實，讓我們拭目以待。