3.3无线网络技术

EMPOWERFORINDUSTRYGROWWITHPARTNERS无线网络技术学习目标

能够区分WLAN和Wi-Fi的关系能够认知工业PON原理

能够认知RFID中间件的概念

能够了解ZigBee网络的特点能够掌握配置网关有线和无线网络参数的方法无线网络技术1.IEEE802.11/Wi-Fi关于Wi-Fi、WLAN、IEEE802.11，估计很多人都很困惑，有必要先搞清楚一些概念。Wi-Fi是一种可以将PC、手持设备（如PDA、手机）等终端以无线方式互相连接的技术。目的是改善基于IEEE802.11标准的无线网络产品之间的互通性。现在一般人会把Wi-Fi及IEEE802.11混为一谈，甚至把Wi-Fi等同于无线网络。无线局域网WLAN是一种无线计算机网络，使用无线信道代替有线传输介质连接两个或多个设备形成一个局域网LAN，典型部署场景如家庭、学校、工厂或企业办公楼等。WLAN是一个网络系统，而我们常见的Wi-Fi是这个网络系统中的一种技术。所以，WLAN和Wi-Fi之间是包含关系，WLAN包含了Wi-Fi。无线网络技术1.IEEE802.11/Wi-FiWi-Fi有两个频段，分别是2.4GHz和5GHz。2.4GHz频段中心频率范围2.412GHz-2.484GHz，共划分14个信道，中国可用13个信道（1-13）。信道有效带宽20MHz，实际带宽22MHz，其中2MHz为隔离频带，相邻信道中心频点间隔5MHz，相邻的多个信道存在频率重叠，相互不干扰的信道有三组（1、6、11或2、7、12或3、8、13）。2.4GHz信道无线网络技术1.IEEE802.11/Wi-FiWi-Fi6的特点无线网络技术2.蓝牙蓝牙技术在工业中的相关应用

（1）人员监控及定位，保障工人安全性在实现人员监控围栏及人员定位追踪上，蓝牙技术都可以帮助确保设施使用者的安全和保障，监看员工位置并让员工远离危险区域，来提高工人的安全性。（2）状态监测及传感器网络蓝牙在推出核心规格5版本，增加了创新的长距离或高速率功能，有助于提高恶劣环境下的连接可靠性，将可跨越各种复杂的工业和商业环境。加上蓝牙mesh技术的推出，能实现在工厂车间内大规模部署大型设备网络如传感器网络，进行实时系统监控，实现工厂内设备及大型机具的预测性维护及生产线的优化。（3）厂房内的资产追踪到2024年，基于蓝牙资产追踪的标签设备的年出货量将有4.2倍的增长，这些标签将很好地采用在工厂设备及货品的追踪上，其中包含了可用性、状况和产出的位置。去年初，蓝牙推出了新一代提升定位精度的寻向功能，未来资产追踪及定位的应用体验将能大幅提升。无线网络技术3.射频识别技术RFID的概述RFID是一种简单的无线系统，只有两个基本器件，该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器（或阅读器）和很多应答器（或标签）组成。RFID基本模型无线网络技术3.射频识别技术RFID标签RFID电子标签的分类：有源、无源，半有源半无源标签等种类；有源标签即该标签需要额外供电，如ETC（无人收费）卡片；无源标签的能量直接是由耦合电路传递的，不需要额外的电源。依据频率的不同可分为低频、高频、超高频和微波电子标签。依据封装形式的不同可分为信用卡、线形、圆形及特殊用途的异形标签等。无线网络技术3.射频识别技术RFID中间件的概念为解决分布异构问题，人们提出了中间件（middleware）的概念。中间件是位于平台（硬件和操作系统）和应用之间的通用服务，这些服务具有标准的程序接口和协议。针对不同的操作系统和硬件平台，它们可以有符合接口和协议规范的多种实现。RFID中间件无线网络技术3.射频识别技术RFID中间件的特点独立于架构，RFID中间件独立并介于RFID读写器与后端应用程序之间，并且能够与多个RFID读写器以及多个后端应用程序连接，以减轻架构与维护的复杂性。数据流，RFID的主要目的在于将实体对象转换为信息环境下的虚拟对象，因此数据处理是RFID最重要的功能。RFID中间件具有数据的搜集、过滤、整合与传递等特性，以便将正确的对象信息传到企业后端的应用系统。处理流，RFID中间件采用程序逻辑及存储再转送的功能来提供顺序的消息流，具有数据流设计与管理的能力。RFID中间件无线网络技术4.ZigBeeZigBee网络中的三个节点ZigBee网络中的节点主要包含三个：终端节点、路由器节点、协调器节点。协调器节点：ZigBee协调器是网络各节点信息的汇聚点，是网络的核心节点，负责组建、维护和管理网络，并通过串口实现各节点与上位机的数据传递；路由器节点：负责转发数据资料包，进行数据的路由路径寻找和路由维护，允许节点加入网络并辅助其子节点通信；终端节点：终端节点可以直接与协调器节点相连，也可以通过路由器节点与协调器节点相连。ZigBee网络无线网络技术4.ZigBeeZigBee协议栈结构ZigBee技术的协议栈结构很简单，不像诸如蓝牙和其他网络结构，这些网络结构通常分为7层，而ZigBee技术仅分为4层，如图所示。ZigBee协议栈结构无线网络技术4.ZigBeeZigBee网络的特点低功耗低成本低速率近距离短时延高容量高安全免费频段无线网络技术5.NB-IOT技术NB-IOT的特点NB-IoT具备四大特点：超强覆盖：相对于原来GPRS系统，增加20dB的信号增益。超低功耗，终端节点要能达到10年的电池寿命。超低成本，终端芯片的目标定价为1美元，模块定价为2美元。超大连接，200kHz小区容量可达100k用户设备。无线网络技术5.NB-IOT技术NB-IOT的部署方式（1）独立部署适用于重耕GSM频段。GSM的信道带宽为200KHz，这对NB-IoT180KHz的带宽足够了，两边还留出来10KHz的保护间隔。（2）保护带部署适用于LTE频段。利用LTE频段边缘的保护频带来部署NB-IoT。（3）带内部署适用于LTE频段。直接利用LTE载波中间的资源块来部署NB-IoT。NB-IoT部署方式无线网络技术6.5G技术5G的应用场景5G具有以下三大主要的应用场景：1）增强型移动宽带；2）超高可靠与低延迟的通信；3）大规模机器类通信。5G关键能力无线网络技术6.5G技术5G的网络架构当前的核心网EPC的一大缺陷就是耦合问题：控制平面和用户平面的耦合、硬件和软件的耦合。为此，5G网络架构中引入了SDN（软件定义网络）和NFV（网络功能虚拟化）这两种技术来解决EPC存在的耦合问题。SDN网络架构无线网络技术6.5G技术5G网络切片不同的场景对网络的移动性、安全性、时延、可靠性，甚至是计费方式的要求是不一样的，因此，需要将物理网络切割成多个虚拟网络，每个虚拟网络面向不同的应用场景需求。网络切片小结

WLAN和Wi-Fi之间是包含关系，WLAN包含了Wi-Fi。RFID是一种简单的无线系统，只有两个基本器件，该系统用于控制、检测和跟踪物体。中间件是位于平台（硬件和操作系统）和应用之间的通用服务，这些服务具有标准的程序接口和协议。