无线物联网传感器的工作原理以及实际作用

（文章来源：千家网）

我们都知道，物联网的基础是无线传感器技术。该技术支持在长时间内收集有关周围环境的信息，而无需人工参与。无线传感器可以测量各种变量，从空气温度到振动。下面，我们就细细来探究一下无线物联网传感器的工作塬理及作用吧！

目前，市场上有许多不同类型的无线传感器。许多无线网络包含数百甚至数千个无线传感器。这些设备已经广泛应用于各个领域，包括零售、农业、城市规划、安全和供应链管理等。而在本文中，我们将深入探讨无线传感器的工作塬理，并解释它为什幺对物联网革命如此重要。

无线传感器收集有关当地情况的数据，并与其他功能强大的组件或平台共享分析结果，以供进一步处理。传感器通常分布在范围较大的地理区域，并被编程与中央集线器、网关和服务器进行通信。无线传感器的一个主要优点是，它们需要的维护水平较低、功耗也低。充一次电或更换一次电池后，传感器可以支持物联网应用运作数年。

在建设无线网络方面，开发人员面临的问题之一是如何在该领域配置无线传感器。传感器或“节点”必须以支持网络开发人员总体目标的方式分布。无线传感器常见的两种布网是星型拓扑和网状拓扑。

网状拓扑是指传感器可以尽可能多的连接到邻近节点的网络。换言之，数据可以从一个节点“跳”到另一个节点，而不必遵循特定的路由或传感器层次结构。连接问题对网络性能的危害较小，因为数据可以采取多种途径到达处理组件。鉴于新的传感器只需要连接到现有的节点，网格拓扑也很容易扩展。

另一方面，网状拓扑的成本十分昂贵，且很难维护。有那幺多的连接需要创建和管理，随着网络的发展，这将变得更加具有挑战性。星型拓扑是指每个传感器直接连接到中央网关或集线器的网络。这些集线器接收传感器信息并将其传输到其他应用程序进行处理。在这种布局中，节点之间不直接通信。

与网状网络相比，因为需要更少的连接，星形网络更具成本效益。但由于任何新的传感器都必须连接中央集线器，而中央集线器的容量又有限，扩展网络就成了一大难题。直到现在，蜂窝技术还是广域网连接常见的选择。但是，蜂窝技术成本较高，并会消耗大量的能耗，这并不适合于远距离、低功耗的设备，如无线传感器。

除了蜂窝技术之外，WiFi、蓝牙（BLE）和Zigbee也可以支持无线传感器网络。这些标准也属于“传统无线解决方案”范畴，但均有其优缺点。WiFi是当今商务办公和家庭中应用广泛的无线技术之一。WiFi使用2.4GHz和5GHzISM频段。因为WiFi普及程度较高，所以利用现有的网络来连接无线传感器是相对容易的。

然而，WiFi信号很难穿透墙壁，这对远程应用是不利的。此外，WiFi网络由本地路由器管理，这些路由器可能并不总是具有用于更新传感器密钥的直接用户界面。BLE是一种与传统蓝牙技术不同的低功耗协议。BLE使用2.4GHz频段传输少量信息。与WiFi相比，无线标准的使用成本更低；然而，在通过墙壁或远距离发送数据时也存在同样的问题。此外，由于不少其他设备和标准使用2.4GHz频段，BLE容易受到信号干扰。

ZigBee是一种无线标准，它依赖于Mesh网络来支持单个网络中的大量节点（》65k）。ZigBee对于不需要太多带宽的无线传感器网络来说是理想的选择。Zigbee的一个缺点是，为了共享信息以进行处理，某些传感器必须始终处于工作状态。因此，Zigbee的功耗还是偏高的。