物聯(lián)網(wǎng)的通信技術(shù)應(yīng)用

作者：時(shí)間：2011-02-05 來源：網(wǎng)絡(luò)

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雖然早在20年前，RFID技術(shù)就已經(jīng)被人們認(rèn)識，但其真正的發(fā)展機(jī)會還是與物聯(lián)網(wǎng)的深度融合。因此，近來RFID的發(fā)展已經(jīng)成為多項(xiàng)技術(shù)的綜合應(yīng)用，包括芯片技術(shù)、天線技術(shù)、無線技術(shù)、電磁傳播技術(shù)、數(shù)據(jù)交換與編碼技術(shù)等。一套RFID系統(tǒng)由電子標(biāo)簽、讀寫器和信息處理系統(tǒng)組成。電子標(biāo)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(tǒng)則根據(jù)需求承擔(dān)相應(yīng)的信息控制和處理工作。根據(jù)工作頻率的不同，RFID系統(tǒng)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(tǒng)的工作距離不同，應(yīng)用的領(lǐng)域也有差異。低頻段的RFID技術(shù)主要應(yīng)用于移動物體識別、工廠數(shù)據(jù)自動采集系統(tǒng)等領(lǐng)域;13.56MHz的RFID技術(shù)已相對成熟，并且大部分以IC卡的形式廣泛應(yīng)用于智能交通、門禁、防偽等多個(gè)領(lǐng)域，但其工作距離小于1m。較高頻段的433MHzRFID技術(shù)被美國國防部用于物流托盤追蹤管理;而在RFID技術(shù)中，當(dāng)前研究和推廣的重點(diǎn)是高頻段的860MHz～960MHz的遠(yuǎn)距離電子標(biāo)簽，有效工作距離達(dá)到3～6m，適用于對物流、供應(yīng)鏈的環(huán)節(jié)進(jìn)行管理;2.45GHz和5.8GHzRFID技術(shù)以有源電子標(biāo)簽的形式應(yīng)用在集裝箱管理、公路收費(fèi)等領(lǐng)域。

在前端的傳感網(wǎng)絡(luò)，完成了對物體信息的感知和采集之后，相關(guān)信息被集中傳輸?shù)胶蠖说臒o線傳輸網(wǎng)絡(luò)。而在這一部分，各種新舊無線技術(shù)應(yīng)用的豐富程度并不比傳感技術(shù)遜色。據(jù)悉，IEEE目前正在制定無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)路(即WPAN)的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11和IEEE 802.15。其中，IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)正逐漸被接受成為低速率無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(LR-WPANs)物理層和媒體訪問控制的標(biāo)準(zhǔn)。另外，無線傳感器網(wǎng)領(lǐng)域還有兩個(gè)基于 IEEE 802.15.4的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：ZigBee和WirelessHART。ZigBee是一種作為一個(gè)開放的全球標(biāo)準(zhǔn)而制定的無線技術(shù)，是為解決低成本、低功耗無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特
殊需求開發(fā)的。該標(biāo)準(zhǔn)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(jīng)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(gè)由HART通信基金會開發(fā)的開放標(biāo)準(zhǔn)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。該協(xié)議采用了時(shí)間同步、自我組織和自我修復(fù)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。該協(xié)議目前支持通過使用IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的無線電媒體并在2.4GHz ISM波段操作。

此外，其他行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和專有系統(tǒng)也可能作為用于實(shí)施無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的選擇。例如，EnOcean是在樓宇自動化領(lǐng)域廣泛使用的無線通信系統(tǒng)，也被認(rèn)為是可能用在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一種技術(shù)，但它目前還沒有通過任何公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。

Z-Wave是為家庭自動化設(shè)計(jì)的無線通信專有標(biāo)準(zhǔn)，特別針對在家用和小型商用環(huán)境中的遙控應(yīng)用。該技術(shù)采用低功耗無線收發(fā)器嵌入或裝到家庭電子設(shè)備和系統(tǒng)中，例如照明系統(tǒng)、家庭訪問控制系統(tǒng)、娛樂系統(tǒng)和家用電器。這項(xiàng)技術(shù)已被Z-Wave聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)化。Z-Wave聯(lián)盟是一個(gè)國際生產(chǎn)廠商之間的聯(lián)盟，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)Z-Wave產(chǎn)品和設(shè)備的兼容性。

同時(shí)，一些現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)也正在被修改以適應(yīng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。例如，基于IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線局域網(wǎng)(WLAN)標(biāo)準(zhǔn)、稱作WiFi標(biāo)準(zhǔn)、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(shí)現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

在未來，無論是“智慧地球”還是“感知中國”，智能化物聯(lián)網(wǎng)來都將給人類生活帶來顛覆性的變革和巨大的商機(jī)。應(yīng)用將無處不在，而物物之間的通信也將在現(xiàn)有額度基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)跨越，傳感網(wǎng)、RFID、無線、有線、3G/4G、GPS、移動電信網(wǎng)絡(luò)、廣電網(wǎng)甚至電力網(wǎng)絡(luò)，跨網(wǎng)絡(luò)通信的協(xié)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(tǒng)。

編看編想：最好的醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)——“軀感網(wǎng)”

物聯(lián)網(wǎng)在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用被稱之為“軀感網(wǎng)”，據(jù)介紹，軀感網(wǎng)是指通過移動設(shè)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(shù)，并將這些數(shù)據(jù)上傳到個(gè)人電子健康檔案中，供醫(yī)生或個(gè)人隨時(shí)隨地進(jìn)行調(diào)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(jìn)行監(jiān)控和預(yù)防。

傳感器是軀感網(wǎng)的前端，它能收集到很多有特征的數(shù)據(jù)。用于軀感網(wǎng)的傳感器一般可分為兩種，一種是可以移植到人體之內(nèi)的;一種是佩戴在體表的，譬如對脈搏、血壓、心跳運(yùn)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(jī)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(gè)部位上。

另外，傳統(tǒng)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(jīng)常備有的醫(yī)療監(jiān)測設(shè)備包括: 血壓計(jì)、血糖儀、體重秤、體溫計(jì)等，它們能幫助人們實(shí)現(xiàn)日常的健康監(jiān)測。但這些設(shè)備很少能隨身攜帶，因此只能實(shí)現(xiàn)固定位置的健康監(jiān)控，無法做到隨時(shí)隨地的監(jiān)測。

隨著3G無線技術(shù)的成熟與應(yīng)用，手機(jī)和傳感器可以通過藍(lán)牙進(jìn)行連接，手機(jī)能夠接收到傳感器發(fā)出的信號。傳感器收集到的數(shù)據(jù)可以傳遞到手機(jī)上，這樣人們就可以“拿著手機(jī)走到哪兒測到哪兒”。

大量的健康監(jiān)測數(shù)據(jù)被收集之后，對其進(jìn)行分析和使用則依靠軀感網(wǎng)的后端——云計(jì)算平臺，云計(jì)算能夠在后端實(shí)現(xiàn)一系列數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)搜索等工作，在強(qiáng)大的云計(jì)算平臺支撐下，大量的健康監(jiān)測數(shù)據(jù)不需要人工去計(jì)算和分析就可以快速轉(zhuǎn)換成實(shí)用方便的健康指導(dǎo)信息，并可以隨時(shí)發(fā)送到手機(jī)上，提醒人們應(yīng)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(jì)算這三大技術(shù)的完美組合，將造就未來軀感網(wǎng)“被廣泛應(yīng)用于人們的生活和保健，徹底顛覆傳統(tǒng)的健康模式，實(shí)現(xiàn)無所不在的健康監(jiān)控”的事實(shí)，讓我們拭目以待。