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淺談物聯網組網技術

發表時間:2016/8/25  來源:互聯網  作者:RF  瀏覽次數:23608  
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在探討這個問題之前,需要先了解什麽叫組網技術。專業的解釋大家可以自行搜索。小編的理解是,組網就是讓各個設備之間能相互通訊。比如你的一台手機連接上了你家的路由器,此時手機和路由器之間產生了數據傳輸,這就是組網。然後你家的路由器通過“貓”和光纖,連接到交換機,這也是組網。將手機、路由器、交換機看作一個整體,他們之間就產生了一個樹形組網方式。根據設備節點之間的通訊關係,就會形成各種形狀的拓撲圖。具體看圖一。

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圖一

上麵這些說的是“組網”概念中的“組”,即設備的連接方式;下麵說一下,“網”的概念。“網”大致上可以分為局域網和廣域網。比如圖一中,你家的三台手機和路由器之間就組成了一個局域網。那麽上述的四台設備之間就可以通訊了。但隻在局域網內通訊的應用範圍較窄。

一個典型的應用就是,在設備之間傳輸一些巨大的數據時,如果隻通過局域網,會非常快捷。比如通過某秋,設備之間的傳輸速度基本可以達到硬盤的寫入速度或者網卡最大傳輸速度。還有就是市麵上的藍牙設備,比如藍牙音箱,可以理解為藍牙音箱與音源之間進行了局域網組網。

至於廣域網,是一種跨地區的數據通訊網絡。比如你家的路由器通過上級設備,與其他地區的設備產生了通訊,這就可以理解成一個廣域網。

但其實局域網與廣域網之間並沒有嚴格的區分界限。比如你可以把整個中國的網絡當成一個局域網。隻不過它比較大而已。所有在中國的聯網設備,都可以在這個局域網內進行通訊。

設備組網最大的意義在於,是使設備之間產生數據交互。既然是數據交互,那麽肯定會有各種各樣的方式咯。下麵聽小編一一道來。當然,小編基本上也是一個門外漢,隻能粗淺地說一下它們的應用方麵的認知,具體的技術細節就不說了。因為我也不知道。

藍牙技術:早期的藍牙技術隻支持兩個設備之間進行一對一的短距離通訊,且設備有主從之分。但藍牙具有功耗低,體積小(比如藍牙耳機)等優點。

目前藍牙的組網拓撲圖有兩種形式:微微網和分布式網絡。

微微網能最多允許八台設備組成一個局域網。其中有一台是主設備,另外七台是從設備。如圖二。且由主設備提供時鍾和跳頻序列。一個簡單的應用就是,你的手機通過藍牙音箱播放音樂,同時還和其它手機進行數據傳輸。

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圖二

或許是為了順應物聯網的趨勢,藍牙4.1標準中加入了對IPv6專用通道聯機的支持。原來不能上網的藍牙設備通過上述的組網方式,連接到藍牙4.1及以上的設備後,就具備了上網的功能。

但就目前的情況而言,藍牙最廣泛的應用還是在一對一的近場通訊中,比如藍牙耳機、藍牙鼠標等。

WIFI無線技術:同藍牙技術一樣,WIFI技術也是一種短距離無線通訊技術。在物聯網方麵,WIFI技術的有較廣泛的應用。原因在於它組網方式成熟,並且組網距離可達數百米,還具備傳輸速率快速等特點。對於終端用戶而言,隻需一台無線路由器,然後根據相應操作要求,就可以使WIFI設備具備上網功能。設備通過路由器連接到廣域網之後,那麽無論你身在何處,都可以對設備進行遠程控製。目前一般的無線智能單品,基本都采用這種方式,比如前段時間很火的智能插座,就是在傳統的插座上通過WIFI技術,增加了上網的功能。如圖三。

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圖三

不過萬事都講究平衡。由於WIFI技術的組網距離範圍廣,所以就決定了它的功耗也相對的大。

Zigbee技術:一種短距離、超低功耗的無線通信技術。Zigbee的組網拓撲圖一般可以多樣,有網狀、星型、樹狀的,並且所有的Zigbee節點都是自主的完成組網的,就是不需要人為操作,牛逼啊。藍牙組網時,兩台設備(比如手機和藍牙耳機)之間要進行配對;WIFI設備組網時,所作操作比藍牙還要複雜,但目前已經比較成熟。

在一個Zigbee網路中,需要有三種不同類型的設備,分別是協調器、中繼器、終端節點。如圖四。

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圖四

當一張Zigbee的網絡組件完成後,可以通過在該網絡中添加中繼器和終端節點,來擴大該網絡的覆蓋範圍。網絡中發生數據通訊時,數據從源設備發出後,如果接收設備在通訊範圍之內(即兩個設備之間的距離較近),那麽直接接收數據;如果接收設備與源設備距離較遠,則可以通過中繼器和終端節點來進行中轉,最後數據到達接收設備。小編對於Zigbee的了解不多,隻能到這裏。

LoRa技術:由升特公司(Semech)發布的一種專用於無線電調製解調的技術。這個技術感覺要一騎絕塵了。其同時具備低功耗和遠距離組網的特點,其傳輸距離可達數十公裏。基於LoRa技術的普通數據發射器,可以在兩節五號電池供電的情況下,向距離一二十公裏的接收網關持續發送信息,並能穩定工作10年以上。LoRa的網絡中,支持多節點,一般呈星型分布。

但RoLa技術有一個缺點就是傳輸速率低。其數據傳輸範圍隻有幾百bps到幾十kbps。

LoRa應用示意圖,圖五。

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