物联网时代是一个计算无处不在的新时代,每个设备、每个物体都将具备计算能力,这意味着集成的计算解决方案必将向尺寸更小、运行速度更快、功能更敏捷、产量更大的方向演化。
新型低能耗需求的可穿戴设备:物联网技术终端落地的正面力量
低功耗蓝牙与WiFi应用:物联网发展应用的中坚力量
作为推动物联网发展和应用的中坚力量,WiFi、智能蓝牙、NFC和GPS这些成熟、高效的无线连接设计可以提高设备应用的效率,使得制造商能够设计、制造并推出消费者买得起的产品,从而鼓励大众消费。
一、5G网络
据工信部表示,中国将在2020年启动5G商用,5G网络的网速相较于4G网络会有极大的提升。而且他将渗透到物联网的各个领域,与工业设施、交通工具等深度融合,实现万物联网。
二、新技术LTE-U
LTE-U是一种使用非授权频谱来给蜂窝数据通信增加可用的网络流量的技术,相比WIFI来说,LTE-U网络更快捷更方便,用户可以在手机蜂窝网络和LTE-U在网络上无缝切换,而且不用输密码。据称LTE-U技术的覆盖范围是WIFI热点的4倍左右。
三、新技术LIFI
LIFI是英文“Light Fidelity”的缩写,中文全称为“可见光无限通信”,又称“光保真技术”,利用可见光,通过改变灯光闪烁频率进行数据传输。LIFI比WIFI安全性强,而且节能环保。而且在山区、煤矿、电梯等相对封闭的环境中,LIFI在网速方面更有优势。
从表面而言,5G网络不仅仅要比4G网络快上不少,同时也会比WiFi快得多,据悉,5G网络环境中的下载速度最高可达每秒几个G,远远超越了目前的4G网络以及WiFi,确实从5G网络的华丽数据来看,取代WiFi也是指日可待,但其实对于消费者而言,虽然5G在网络速度方面占据了极大的优势,但目前高昂的流量使用费用,或许也是没有多少人会对5G网络感兴趣,大家依旧还是尽可能的会选择WiFi网络。
卫星定位;WIFI定位;RFID定位;ZigBee定位
一 卫星定位
卫星定位系统主要有:美国全球定位系(GPS)、俄罗斯格洛纳斯(GLONASS)、欧洲伽利略(GALILEO)系统、中国北斗卫星导航系统,其中应用最广的GPS系统。
GPS全球卫星定位系统由三部分组成:空间部分、地面控制部分、用户设备部分。
空间部分主要用21颗可用卫星和3颗备用卫星构成,主要功能是广播定位信号;
控制部分主要由监测站、主控站、备用主控站、信息注入站构成,主要负责GPS卫星阵的管理控制;
用户设备部分主要是GPS接收机,主要功能是接收GPS卫星发射的信号,获得定位信息和观测量,经数据处理实现定位。
主要优点:全球、全天候工作;室外定位精度高;高效率、低成本; *** 作简便;不限制终端数量;功能多、应用广等。
主要缺点:定位精度受终端所处环境影响大;首次定位时间长等。
二 WIFI定位
WIFI定位技术将信号源变成WIFI的AP(Access Point,无线接入点),将定位流程的承载由移动信令网变成普通的互联网。WIFI信号接入点AP会向周围连续发射信号,信号中包含WIFI AP的ID(包括AP的MAC地址、名称等参数)以及终端接收到的WIFI信号强度RSSI等信息。WIFI ID具有唯一性,WIFI定位平台根据查询到的WIFI AP位置信息估算出终端位置。
目前,WIFI定位常用方法有TOA(到达时间)、TDOA(到达时间差)、AOA(到达角度)、RSSI(接收信号强度)测距方法,近似法、位置指纹法,其中位置指纹法是较多使用的方法。
主要优点:定位速度快、精度高;能进行室内定位;高带宽、高速率、高覆盖度;成本低、兼容性强等。
主要缺点:受服务范围限制,没有方向、速度等数据,不能导航;耗能大;缺乏统一规划和优化等。
RFID是通过发射或反射电磁波来传递数据,利用RFID标签对活动的物体和人员进行定位,其服务范围基本上都是限于某个或某种特定场景。
RFID定位技术主要由RFID标签和读写设备两部分组成,是一种非接触式的自动识别技术。RFID的工作需要标签和读写设备配合,通过电磁场原理完成信息交互,RFID读写设备接收来自RFID标签的信号,两者间的通信使用特定的射频信号及相关协议完成。
在RFID定位系统中,可采用接收信号强度RSSI定位。在目标区域大量布置信标节点,移动节点上附上一个参考节点的距离,进而在三个或三个以上参考节点的重复覆盖范围内,分别根据获得的RSSI值得出阅读器与参考点之间的距离,再根据三角关系计算出移动节点的位置。RFID定位方法可以归类为距离估算法、场景分析法和邻近法。
主要优点:识别速度快、实现批量识别;实时性强,定位时间小于1s;易于 *** 控,读取方便快捷;体积小,可嵌入或附着在不同物品上;标签数据可动态更改;安全性好、成本低;穿透性好等。
主要缺点:作用距离近;根据标签和部署方式不同,定位精度变化大等。
四 ZigBee定位技术
ZigBee是根据IEEE 802154协议开发的一种短距离、低功耗的无线通信技术。
在待定位区域布设大量通过无线通信方式通信的参考节点,这些节点形成一个自组织的网络系统,在通信距离内的参考节点能快速采集到这些节点的信息,同时利用路由广播的方式吧信息传递给其他参考节点,最终形成一个信息传递链并经过信息的多级跳跃回传给终端加以处理,从而实现对一定区域长时间监控和定位。
主要优点:低功耗;时延短;网络容量大;低速率;低成本等;
主要缺点:只能专网专用,ZigBee的数据率较低,不适用于传输速率高的应用场景。
定位技术在物联网各个领域有着广泛的应用,随着物联网行业的发展,人们对定位服务有着越来越高的需求,虽然现在已经有多种定位技术,无论是传统的GPS定位技术还是借助于无线网络的定位技术和短距离无线定位技术,每种定位技术都有自身的局限性,将这些定位技术有机结合起来形成混合定位技术,必然是定位技术未来的发展趋势,发挥各自定位技术的优点,不断提高定位精度和定位响应时间,同时扩大定位覆盖范围,终会实现更加精准和完美的定位服务。
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物联网无线通信技术不止四种啊,有很多,主要分为两类:一类是Zigbee、WiFi、蓝牙、Z-wave等短距离通信技术;另一类是LPWAN(low-power Wide-Area Network,低功耗广域网),即广域网通信技术。LPWA又可分为两类:一类是工作于未授权频谱的LoRa、SigFox等技术;另一类是工作于授权频谱下,3GPP支持的2/3/4G蜂窝通信技术,比如EC-GSM、LTE Cat-m、NB-IoT等。
1、WIFI,WIFI是目前应用最广泛的无线通信技术,传输距离在100-300M,速率可达300Mbps,功耗10-50mA。
2、Zigbee,传输距离50-300M,速率250kbps,功耗5mA,最大特点是可自组网,网络节点数最大可达65000个。
3、电力载波,传输距离可达500M,速率可达500Mbps,最大优点是可基于电力线传输,无需布线。
4、蓝牙,传输距离2-30M,速率1Mbps,功耗介于zigbee和WIFI之间。UWB(Ultra Wideband),是一种无载波通信技术,利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。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。
5、Z-wave:Z-Wave是由丹麦公司Zensys所一手主导的无线组网规格,Z-wave联盟(Z-wave Alliance)虽然没有ZigBee联盟强大,但是Z-wave联盟的成员均是已经在智能家居领域有现行产品的厂商,该联盟已经具有160多家国际知名公司,范围基本覆盖全球各个国家和地区。
6、RF:无线射频的20世纪90年代兴起的一种非接触式的自动识别技术。射频技术相对于传统的磁卡及IC卡技术具有非接触式、阅读速度快、无磨损等特点。无线射频技术在阅读器和设哦卡之间进行非接触双向数据传输,以达到目标识别和数据交换的目的。与传统的条形码、磁卡及IC卡相比,射频卡具有防冲突功能,能同时处理多张卡片,基于以上特点,平常用的大多数刷卡门禁用的都是射频技术,另外无线射频也被一些厂家应用在智能家居中。
7,NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,也被叫作低功耗广域网(LPWA)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至至少10年,同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。
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