近距離精確化

　　通過(guò)7大物聯(lián)網(wǎng)近距離無(wú)線通信技術(shù)一文的介紹，我們發(fā)現(xiàn)目前物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)中最容易混淆和忽略的一點(diǎn)是，需要對(duì)“近距離精確化”，即我們要把距離作為組網(wǎng)的一個(gè)基礎(chǔ)因素。

　　iBeacon為距離定位了3個(gè)段：貼近（Immediate）、1m以內(nèi)（Near）、1m以上（Far）。我們從物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備的使用場(chǎng)景，定義如下的距離段，并將相應(yīng)技術(shù)劃歸這個(gè)距離段中。就單充距離通信來(lái)說(shuō)，具有長(zhǎng)距離的通信技術(shù)當(dāng)然可以用于短距離場(chǎng)景，短距離的可以通過(guò)增加功率增加通信距離，但是我們本段希望在不同距離通信下對(duì)通信的其他能力也提出相應(yīng)的指標(biāo)，這樣可以更加精確化地定義近距離通信適用于哪種物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備和場(chǎng)景下。

	Distance-1	Distance-2	Distance-3	Distance-4
距離	0～10cm	0.1～1m	1m～10m	10m～100m
傳輸速度	200 kbit/s～500 kbit/s	1 Mbit/s ～10 Mbit/s	>10 Mbit/s	100 kbit/s～500 kbit/s
建立通信速度	快	慢	慢	慢
抗干擾	強(qiáng)	弱	弱	強(qiáng)
安全性	強(qiáng)	弱	弱	強(qiáng)
功耗	小	大	大	小
終端設(shè)備對(duì)通信模塊大小要求	小	小	大	大
通信技術(shù)	NFC	IrDA、 BT、 iBeacon	Wi-Fi	RFID、 ZigBee

　　接下來(lái)從物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)的場(chǎng)景來(lái)對(duì)各個(gè)精確距離的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備要求進(jìn)行分析。

　　Distance-1：在0～10cm距離內(nèi)的通信來(lái)說(shuō)，應(yīng)用的場(chǎng)景多為快速安全的數(shù)據(jù)交互、認(rèn)證。這個(gè)特性要求通信的建網(wǎng)速度要快，數(shù)據(jù)量不能太大，安全性和抗干擾強(qiáng)，這類物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備多為移動(dòng)便攜式設(shè)備，因此要求通信模塊的體積要小，功耗小，壽命周期長(zhǎng)。這類場(chǎng)景有：移動(dòng)支付、快速身份認(rèn)證、終端快速識(shí)別、任務(wù)觸發(fā)。NFC是應(yīng)用于此類場(chǎng)景中比較好的無(wú)線通信技術(shù)。

　　Distance-2：在0.1～1m的距離范圍內(nèi)，通常的場(chǎng)景是一個(gè)工作區(qū)域的數(shù)據(jù)交互和命令控制。例如藍(lán)牙耳機(jī)、藍(lán)牙控制、聲控、紅外控制、數(shù)據(jù)同步。數(shù)據(jù)量要求會(huì)比較大，因此傳輸速度要高。在物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景中，這種距離的組網(wǎng)通常是有通信能力強(qiáng)的可移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與固定的弱通信能力的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交互。移動(dòng)的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備通常為收集數(shù)據(jù)，計(jì)算數(shù)據(jù)為主，固定設(shè)備以采集數(shù)據(jù)，并在移動(dòng)終端與其建立通信后將數(shù)據(jù)一次傳輸?shù)揭苿?dòng)終端上。通常采集功能的終端設(shè)備數(shù)量和種類比較多，同時(shí)為了保證終端設(shè)備的狀態(tài)和管理，移動(dòng)通信模塊大小要小，功耗低。但是就組網(wǎng)能力來(lái)說(shuō)，藍(lán)牙技術(shù)和紅外技術(shù)都不是多對(duì)多的組網(wǎng)技術(shù)，因此其技術(shù)在Distance-1距離段的物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)中非常受限，這點(diǎn)需要通信技術(shù)本身在這個(gè)方面的增強(qiáng)，或者增加組網(wǎng)能力強(qiáng)，傳輸距離長(zhǎng)的組網(wǎng)技術(shù)作為補(bǔ)充。例如在智能家居中，門鎖、窗、廚房報(bào)警、空調(diào)、燈控、加濕器藍(lán)牙秤等這些設(shè)備很容易嵌入體積和功耗很小的藍(lán)牙通信模塊，就單個(gè)設(shè)備對(duì)手機(jī)之間通信來(lái)說(shuō)是非常好的解決方案，但是藍(lán)牙傳輸距離短，不可能一個(gè)手機(jī)裝多個(gè)應(yīng)用來(lái)控制這些設(shè)備，那么我們就需要門窗、廚房報(bào)警、空調(diào)、燈控、加濕器、藍(lán)牙秤這些設(shè)備之間能夠自動(dòng)通過(guò)藍(lán)牙技術(shù)自動(dòng)組網(wǎng)，或者一個(gè)房間的所有藍(lán)牙設(shè)備自動(dòng)組網(wǎng)，只要手機(jī)與一個(gè)設(shè)備建立連接就可以與所有設(shè)備進(jìn)行通信和控制。

　　Distance-3：在1～10m的范圍內(nèi)通信應(yīng)該是最容易部署物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備，1～10m之間可以在一個(gè)比較封閉的空間，因此這個(gè)距離的通信技術(shù)最適合室內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)部署，此外網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量和傳輸速度都可以非?？?。Wi-Fi技術(shù)是在這一距離通信中的傳輸技術(shù)，但是目前商用化的Wi-Fi技術(shù)都以廣播方式為主，在物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)中顯然需要經(jīng)常用到Wi-Fi的路由技術(shù)。

　　Distance4：10～100m的范圍內(nèi)的通信通常在室外進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)的部署。室外部署終端設(shè)備會(huì)出現(xiàn)供電問(wèn)題抗干擾問(wèn)題以及通信安全問(wèn)題，因此在這個(gè)距離選擇通信協(xié)議時(shí)要充分考慮這3個(gè)方面的原因。

　　至于超過(guò)100m距離的通信，我們建議采用終端設(shè)備之間的組網(wǎng)來(lái)完成。

　　通過(guò)對(duì)近距離的精確化以及近距離無(wú)線通信技術(shù)的參數(shù)總結(jié)，我們不難看出，目前物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)中的一個(gè)問(wèn)題是每個(gè)通信技術(shù)都要為適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)的組網(wǎng)要求進(jìn)行改進(jìn)，尤其在終端設(shè)備之間的組網(wǎng)能力上。

　　網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/span>

　　物聯(lián)網(wǎng)中最常用的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)應(yīng)該是各個(gè)終端設(shè)備之間協(xié)作組網(wǎng)方式。協(xié)作組網(wǎng)指設(shè)備之間是協(xié)助方式進(jìn)行通信，也只有這種方式才能擴(kuò)充局域物聯(lián)網(wǎng)的范圍，而不受近距離無(wú)線通信本身的距離和傳輸率的限制。

　　在直接感知物體的物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備上我們建議采用體積小、功耗低、安全性高的近距離通信技術(shù)進(jìn)行微網(wǎng)的組建，在達(dá)到一定單元和數(shù)量后建議采用通信能力強(qiáng)、傳輸距離長(zhǎng)的近距離無(wú)線通信技術(shù)組成一個(gè)分級(jí)的局域物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。

　　物聯(lián)網(wǎng)終端的移動(dòng)性

　　物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備的移動(dòng)性也決定了選擇組網(wǎng)的技術(shù)，固定設(shè)備組網(wǎng)更多的是考慮數(shù)據(jù)通信本身，而移動(dòng)終端設(shè)備同時(shí)還要考慮建立網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)、定位，以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃詥?wèn)題。

　　數(shù)據(jù)特性

　　在物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)中，數(shù)據(jù)本身的特性也需要被充分地考慮，比如說(shuō)終端設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的速度、數(shù)據(jù)量的大小、可靠性、延遲等也都決定了選擇何種的近距離無(wú)線通信技術(shù)。