物联网接入技术物联网IOTInternetofThings是把所有物品通过射频

1、物联网接入技术物联网IOTInternetofThings 是把所有 物 品通过射频物联网接入技术物联网 IOT ( Internet of Things ) 是把所有物 品 通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、 激 光扫描器等信息传感设备，按照约定的协议， 与 互联网连接起来， 进行信息交换和通讯， 实现 智 能化识别、定位、跟踪、监控和管理。在物联网中，物品标签中存储着标准而具有互 用性的信息， 通过无线数据通信网络自动采集到 中央信息系统， 实现对物品的识别， 然后通过 开 放性的计算机网络实现信息交换和共享， 实 现对 物品的管理和监控。物联网应用可分为传感网络， 传输网络， 应

2、用 网络三层， 系统应用流程可分为： 首先对目 标物 体属性进行标识，静态属性可直接存储在标 签 中，动态属性可由传感器实时探测； 其次识 别设 备完成对目标物体信息的读取， 并将信息 转换为 适合网络传输的数据格式； 再次，将目 标物体的 信息通过网络传输到信息处理中心， 由 处理中心 对物体信息进行相关的操作。物联网接入技术是构建物联网的核心主要包 括 以太网技术， WLAN 技术， Bluetooth 技术， Zigbee 技术， UWB 技术， NFC 技术。Ethernet 技术即以太网技术， 是比拟成熟稳定 的联网技术， 配合光网技术的开展， 它目前是 最 为主流的网联网接入技术。

3、是一种计算机局域 网组网技术。 IEEE 制定的 IEEE 802.3 标准给 出 了以太网的技术标准。它规定了包括物理层 的连 线、电信号和介质访问层协议的内容。以 太网是 当前应用最普遍的局域网技术。它很大 程度上取 代了其他局域网标准， 如令牌环网 ( token ring ) 、 FDDI 和 ARCNET 。以太网的 标准拓扑结构为总 线型拓扑，但目前的快速以 太网 ( 100BASE-T 、 1000BASE-T 标准) 为了 最大程度的减少冲突，最 大程度的提高网络速 度和使用效率，使用交换机 ( Switch hub ) 来 进行网络连接和组织，这样，以 太网的拓扑结 构就成了

4、星型，但在逻辑上，以太 网仍然使用 总 线 型 拓 扑 和 CSMA/CD ( Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect 即带冲突检 测的载波监听多路访问 ) 的总线争用技术。为了使不同计算机厂家生产的计算机能够 相互 通信，以便在更大的范围内建立计算机网 络，国际标准化组织 ( ISO) 在 1978 年提出了 “开 放系统互联参考模型 ，即著名的 OSI/RM 模型 ( Open System Interconnection/Reference Model ) 。 它将计算机网络体系结构的通信协议 划分为七层， 自下而上依次为： 物理层

5、( Physics Layer ) 、数据 链路层 ( Data Link Layer ) 、网 络层 ( Network Layer ) 、传输层 ( Transport Layer ) 、 会 话 层 ( Session Layer ) 、 表 示 层 ( Presentation Layer ) 、 应用层 ( Application Layer ) 。但在实际的应用生 产过程中，使用的 是 TCP/IP ( Transmission Control Protocol/Internet Protocol ，传输控制协议 / 因特 网互联协议 ) 网络通讯协议。 TCP/IP 由四 个层

6、次组成：网络接口层、网络层、传输层、应WLANWireless Local Area Network ，无线 局 域网 ，是指应用无线通信技术将计算机设 备互 联起来，构成可以互相通信和实现资源共 享的网 络体系 , 从而使网络的构建和终端的移 动更加灵 活。 WLAN 通信系统一般使用在同 一座建筑内。 WLAN 使用 ISM Industrial 、Scientific 、Medical 无线电播送频段通信。 WLAN 的 IEEE 802.11a 标 准使用 5 GHz 频段，支持的最大速度为 54 Mb/s ， 而 IEEE 802.11b 和 IEEE 802.11g 标准使用 2.

7、4 GHz 频段，分别支持最大 11 Mb/s 和 54 Mb/s 的 速 度。IEEE802.11WLAN 提 供 两 种 运 作 模 式 ： Ad-Hoc 模 式 点 对 点 或 对 等 模 式 与 Infrastructure 模式即根底模式 ，二者差异在 于 是否采用了接入点 AP Access Point 。目前 大 局部 WLAN 采用 Infrastructure 模式组网， 移动 终端通过 AP 接入网络。在根底结构网络中， 具 有无线接口卡的无线终端以无线接入点 AP 为 中 心，通过无线网桥 AB 、无线接入网关 AG 、 无 线接入控制器 AC 和无线接入效劳器 AS 等

8、将 无 线局域网与有线网网络连接起来， 可以组建多 种 复杂的无线局域网接入网络， 实现无线移动办 公 的接入。Wi-Fi Wireless Fidelity ，无线保真，实质 上 是一种商业认证，具有 Wi-Fi 认证的产品符 合 IEEE 802.11b 无线网络标准， 它是当前应用 最 为广泛的 WLAN 标准，采用波段是 2.4GHz 。 IEEE 802.11b 无线网络标准， 最高带宽为 11 Mb/s ， 在信号较弱或有干扰的情况下，带宽可 调整为 5.5Mb/s 、 2Mbps 和 1Mb/s ，带宽的自 动调整， 有效的保障了网络的稳定性和可靠 性。Wi-Fi 同时也是一种无

9、线联网的技术，以前 通 过网线连接电脑，而现在那么是通过无线电波 来连 网，常见的就是一个无线路由器，那么在 这个无 线路由器的电波覆盖的有效范围都可 以采用 WIFI 连接方式进行联网，如果无线路 由器连接了 一条 ADSL 线路或者别的上网线 路，那么又被称为Wi-Fi是目前无线接入的主流标准，但是在Intel 的强力支持下，Wi-Fi已经有了接班人。它就是全面兼容现有 Wi-Fi的 WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access ，即全球微波 互联接入，比照于 Wi-Fi的802.11标准，WiMAX 采用802.16系列标准，

10、使用频段范围2-66GHZ。 与前者相比，WiMAX具有更远的传输距离、更宽 的频段选择以及更 高的接入速度等等，预计会在 未来成为无线网 络的一个主流标准。WAPI Wireless LAN Authentication and Privacy Infrastructure，无线局域网鉴别和保密根底结构 是无线局域网WLAN中的一种 传输协议，是 一种平安协议， 中国无线局域网 平安强制性标准， 它与现行的 802.11b 传输协 议比拟相近。其平安 性要比 Wi-Fi 高出许多。Bluetooth 技术即蓝牙技术，其根底为使用 IEEE802.15 协议，是一种开放性的、支持设备 短 距离

11、通信一般 10m 内的无线电技术，而 蓝 牙 4.0 版本其有效传输距离达 100 米。能在包 括 移动 、汽车、 PDA 、无线耳机、笔记本电 脑、 甚至家用电器等相关外设等众多设备之间采 用无 线方式联接起来， 进行信息交换。 利用蓝牙 技 术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的 通 信，也能够成功地简化设备与因特网 Internet 之间 的通信，从而数据传输变得更加迅速高效， 为无 线通信拓宽道路。 蓝牙采用分散式网络结构 以及 快跳频和短包技术， 支持点对点及点对多点 通信， 工作在全球通用的 2.4GHz ISM 是一种无 需申请 许可证即工业、科学、医学频段。其 数据速 率为

12、1Mbps 。采用时分双工传输方案实现 全双 工传输。蓝牙的结构体系， 它是由底层硬件模块， 中 间层和高端应用层三大局部组成底层模块是蓝牙技术的核心模块，所有嵌入蓝 牙技术的设备都必须包括底层模块。它主要由链路管理层 LMP ( Link Manager Protocol )、基带 层 BB ( Base Band )和射频 RF ( Rodio Fraquency ) 组成。蓝牙主机控制器接口HCI ( Host CntrollerInterface )由基带控制器、连 接管理器、控制和事件存放器等组成。它是蓝牙 协议中软硬件之间 的接口，提供了一个调用下层BB、LM、状态和 控制存放器等

13、硬件的统一命令，上、下两个模块 接口之间的消息和数据的传递必 须通过HCI的解 释才能进行。 HCI 层以上的协 议软件实体运行在 主机上，而 HCI 以下的功能 由蓝牙设备来完成， 二者之间通过传输层进行交 互。中间协议层由逻辑链路控制与适配协议 L2CAP Logical Link Control and Adaptation Protocol 、 效劳发现协议 SDP Service Discovery Protocol 、 串口仿真协议或称线缆替换协议 RFCOM 和 二 进 制 电 话 控 制 协 议 TCS Telephony Control protocol Spectocol

14、组成。高端应用层位于蓝牙协议栈的最上局部。 一个 完整的蓝牙协议栈按其功能又可划分为四层： 核 心协议层 BB 、LMP 、LCAP 、 SDP 、线缆 替 换 协 议 层 RFCOMM 、 电 话 控 制 协 议 层 TCS-BIN 、选用协议层 PPP、TCP 、 TP、 UDP 、OBEX 、IrMC 、 WAP 、 WAE 。 而高端 应用层是由选用协议层组成。选用协议层 中的 PPP Point-to-Point Protocol 是点到点协 议，由封装、链路控制协议、 网络控制协议组成， 定 义了串行点到点链路应当如何传输因特网协议 数据，它要用于 LAN 接入、拨号网络及 等 应

15、 用标准； TCP/IP 传输控制协议 /网络层协议、 UDP User Datagram Protocol 对象交换协议 是 三种已有的协议， 它定义了因特网与网络相关 的 通信及其他类型计算机设备和外围设备之间 的通 信。蓝牙采用或共享这些已有的协议去实现 与连 接因特网的设备通信， 这样，既可提高效率， 又 可在一定程度上保证蓝牙技术和其它通信技 术 的 互 操 作 性 ；OBEX( Object Exchange Protocol ) 是对象交换协议，它支持设备间的数 据交换，采 用客户 /效劳器模式提供与 HTTP (超 文本传输 协议)相同的根本功能。Zigbee 技术通常称为紫峰

16、技术，其根底为 IEEE802.15.4 标准，根据这个协议规定的技术是 一种近距离、 低复杂度、低功耗、低数据速率、 低 本钱的双向无线通信技术， 主要适合于自动控 制 和远程控制领域， 可以嵌入各种设备中， 同时 支 持地理定位功能。而且，对于工业现场，这种 无 线数据传输是高可靠的， 并能抵抗工业现场的 各 种电磁干扰。在 ZigBee 技术中，使用网状网 拓 扑结构，自动路由， 动态组网， 直序扩频的方 式， 就是为了满足工业自动化控制现场的这种需要。现已广泛应用于智能化建筑，家具，文教，卫 生，科研以及工业控制等领域， 并迅速成为物 联 网的主要接入技术。Zigbee协议栈(Z-ST

17、ACK )是Zigbee技术的核 心，包括物理层(PHY )、MAC层、网络层(NWK)、 应用层和平安效劳提供层。App ObjAppI AppObv 1w oM 810协议栈的层与层之间通过效劳接入点(SAP)进行通信，SAP是某一特定层提供的效劳与上层之间 的接口。ZigBee堆栈的大多数层有两个接口：数据实体接口和管理实体接口。数据实体接口的 目 标是向上层提供所需的常规数据效劳。 管理实体接口的目标是向上层提供访问内部层参数、配置 和管理数据的机制UWB技术即超宽带(Ultra Wide Band )技术， UWB 无线通信是一种不用载波 ,而采用时间间 隔 极短 (小于 1ns)

18、的脉冲进行通信的方式，也称 做 脉 冲 无 线 电 ( Impulse Radio) 、 时 域 (Time Domain) 或无载波 (Carrier Free) 通信， UWB 调 制 采用脉冲宽度在 ns 级的快速上升和下降脉 冲， 脉冲覆盖的频谱从直流至 GHz 。通过在较 宽的 频谱上传送极低功率的信号， UWB 能在 10 米左 右的范围内实现数百 Mbit/s 至数 Gbit/s 的 数据传 输速率 .UWB 具有抗干扰性能强、 传输速 率高、 带宽极宽、消耗电能小、发送功率小等诸 多优势， 主要应用于室内通信、高速无线 LAN 、 家庭网 络、无绳 、平安检测、位置测定、雷 达等领 域。 FCC 在 2002 年宣布 UWB 可用于精 确测距， 金属探测， 新一代 WLAN 和无线通信。 为保护 GPS ，导航和军事通信频段， UWB 限制 在 3.1 - 10.6 GHz 和低于 41 dB 发射功率。UWB 技术最根本的工作原理是发送和接收脉 冲间隔严格受控的高斯单周期超短时脉冲， 超短 时单周期脉冲决定了信号的带宽很宽， 接收机直 接用一级前端交叉相关器就把脉冲序列转换成 基 带信号， 省去了传统通信设备中的中频级， 极 大 地降低了设备复杂性。 UWB 技术采用脉冲位置调制 PPM