物联网无线应用分析

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1、类别内容关键词摘要广州致远电子有限公司物联网无线应用分析ApplicationNoteARM嵌入式工业控制模块产品应用笔记AN01010101V0.00Date:2008/01/01无线通信在嵌入式系统中的应用讲座(23)物联网无线应用分析1.1概述当前物联网概念异常火热，在这一领域中，无线联网又是非常热门的技术，在无线物联网中，需要实现比WIFI网络更低成本更低功耗的设备和组网方式，相对来说，无线物联网网络在数据率和协议复杂程度上，有很大的削减，量体裁衣，为物联网实际通讯需求打造了专用的联网方式。我们通常熟知的无线网络，通常是WI

2、FI网络，只要打开无线网卡，就能自动获取IP地址和连接到热点（无线路由器等）上，实际上的组网方式与有线的局域网方式还是一样的，在嵌入式领域，除了WIFI之外，还有不少的无线通讯方式。它们在频率、调制方式、拓扑结构和协议复杂度上的不同，决定了它们适用在不同的环境中，本文就目前常见的几种应用介绍一下这些短距离通讯技术应用。1.2物联网无线应用需求分析1.2.1短距离应用短距离无线通讯技术在IEE802.15协议中有规范，早在1998年，IEEE802.15工作组成立,专门从事WPAN标准化工作。它的任务是开发一套适用于短程无线通信的标准

3、，分为4个工作组：TG1:蓝牙工作组：蓝牙是无线个人局域网最早研究的技术；TG2:共存工作组，解决802.11和802.15之间共存的问题；TG3:高速无线个人区域网络；TG4:低速无线个人区域网络TG1和TG4分别是我们熟悉的蓝牙和ZigBee技术，蓝牙技术数据率相对高一些，可以达到10M，理论上每秒可以传输1Mbyte的数据，实际传输速度在800K左右，组网方式为点对点，使用上需要完成一个配对过程，并且没有路由中继功能，适合点对点近距离通讯。PointtoPointZigBee技术的网络特性比较突出，数据传输采用接力式，协议中允

4、许网络中包含三种不同的角色，，其中高级功能的角色如路由节点和协调器节点具备路由的功能，可以实现数据的转发，因此可以组建大规模的网络（可达6万个），在mesh网络结构中，每个节点的角色都是路由器，既有实际功能又同时可以帮助其他节点转发数据。产品应用笔记©2008GuangzhouZHIYUANElectronicsCO.,LTD.4ZigBee技术规范中规定无线端通讯波特率在250Kbps，厂商标准中，会对此限制有所突破，广州周立功公司代理的CEL模块之间可以配置成1M的无线波特率。在各种终端机中，如投币游戏机，酒店洗手液盒，地铁自助

5、服务机，ZigBee模块应用起来都非常合适。在无线路灯控制中，ZigBee技术也在各个城市开始试点，越来越多的路灯厂商开始使用ZigBee产品，周立功公司的ZigBee模块已在几家路灯厂商的实验路上运行，针对这种线型的网络，周立功公司无线事业部推出的ZLGnet协议，可以实现大型快速稳健的路灯系统解决方案。周立功ZigBee模块及配置软件1.1.1长距离应用在类似景观灯，路灯类型的应用中，由于节点数很多，如果完全使用ZigBee技术的中继功能，在大规模网络中，还是会出现硬件瓶颈，网络上过多的数据包，数据包长度过长，都会导致数据冲突，

6、这时，可以使用增加主路由节点的发射功率和接收灵敏度来实现。这种增强的路由节点好比一个通讯基站，大功率ZigBee模块输出功率可以达到100mw（20dbm），比一般的节点要多出90mw，接收灵敏度也比普通节点增加8dbm，通讯覆盖面积可以达到半径1500米。产品应用笔记©2008GuangzhouZHIYUANElectronicsCO.,LTD.430米1000米普通路灯节点大功率路灯节点在2Ghz~3Ghz的频段中，设备之间通讯绕射能力比较差，家庭使用WIFI就有这样的经验，关上门窗，或者置于墙后边，信号会差很多，因此电信运营商

7、在2G转3G的改造中，也不得不增加更多的基站，在较大的楼宇中，还要进行“室内覆盖”，这都是这个频段本身的物理特性决定的，相比之下，我们看到对讲机就没有这个问题，保安们使用的对讲机，不管在小区的哪个地方，通话质量都很好，因为对讲机使用的频段一般是400Mhz左右（400Mhz，433Mhz，470Mhz等），这个波段的无线信号可以通过门窗和空隙，绕射传播，通俗的讲，频段越高越类似光，光是直线传播的，频段低的就像声音，绕射能力强。因此，在非组网模式（点对点，点对多点），还可以使用433Mhz的无线数传模块，但是通讯数据率会比较低，组网路

8、由的能力也会差一些。1.1.1低功耗应用在嵌入式应用中，通常设备不能与市电相连，只能用电池供电，如传感器，有源RFID和无线的水及燃气表头等，要求几个月甚至几年不能更换电池，而且电池的体积受限，容量通常也在1000mAh以内，应用WI