黄俊雄
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摘要：本文在分析物联网与无线通信技术之间的联系的基础上，明确了物联网中的无线通信技术，并探讨物联网应用场景中的无线通信技术。
关键词：物联网；无线通信；应用
引言
目前的物联网应用场景中如：农林牧渔业、智能制造、物流、智慧交通、智慧城市等多采用的是无线通信技术作为信息传播手段，无线通信技术的选取决定了整个物联网系统的性能。这些性能包括数据传输的速率、终端设备通信功耗、通信安全性、系统容量、部署范围等。
1物联网的概念
物联网这一概念最早在1999年由麻省理工学院提出，但是随着当前技术的不断发展，物联网的概念也随着技术的变化一同发生着转变。在当前，物联网的概念主要指的是物理设备和信息技术之间的融合，通过对事物和事件信息表达，完成信息交互，并对物体进行识别、定位和管理。由此可见，物联网是一个具有计算和控制能力的系统，实现了物体和物体之间的互联，物联网中除了电脑，还包括这传感器、传输系统等部件。
2物联网中的关键技术
随着现代信息社会的发展，计算机技术和互联网技术为人们的生活提供了极大的便利，同时，也促进了我国其他行业的技术发展研究。物联网（InternetofThings，IoT）是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网是各种技术的综合运用，形成一个巨大的网络，将任何时间、任何地点、任何人、物连接。物联网中涉及的技术有方方面面，以下主要介绍物联网的3种主要技术：（1）射频识别技术，是物联网通信技术中的一种主要技术，也是一种自动识别技术，能够自动识别人、物的特定信息，实现数据的交换，通过无线传播的方式达到信息交流。射频识别技术在大型超市中应用最为广泛，主要包括天线、阅读器以及标签，是最能够体现物联网核心技术的手段。（2）云计算技术，物联网是通过互联网云计算的方式对采集的数据进行存储和处理。在云计算技术下，用户可以使用计算机系统中所有的数据信息，且能够快速筛选出对自己有用的数据信息。因此，云计算也是物联网通信技术中一种重要的技术手段。各种网络数据太过冗杂，计算过程太过繁琐，而运用云计算技术能为用户解决这一麻烦。
3物联网中的无线通信技术
3.1ZigBee
ZigBee是一种新型的无线通信技术，适用于小范围内短距离数据信息的传输，也称紫蜂，是一种低速短距离传输的无线网上协议，底层是采用IEEE802.15.4标准规范的媒体访问层与物理层。ZigBee技术最大的特点就是低成本、低耗能。但实际上，ZigBee技术的运行速率并不高，但是由于它的低成本和安全可靠性，很多软件的安装测试都会采用。ZigBee技术在生活中非常常见，设备运行时需要多个设备提供技术支持，所以，设备之间的交流通信成了最大的问题，如果技术不够强大，那么很容易造成数据紊乱的情况。ZigBee技术能很好地支持各个设备进行数据交流，目前，ZigBee技术的常见应用有：智能家庭、工业控制、自动抄表、医疗监护、传感网络和电信行业。
3.2LoRa
LoRa是由美国Semtech公司于2013年8月发布的，刚发布就获得了业界的极大关注。目前全球已有超过500个成员加入了LoRa联盟，国内中兴、阿里、腾讯都在布局LoRa物联网生态。
LoRa作为一种无线技术，基于Sub-GHz（即频率为1GHz以下，27～960MHz）的频段，采用了线性调频技术，使用较宽信号带宽进行无线信号传输，使得其具有较强的对抗衰弱和多普勒效应的能力。这使得LoRa技术具有传输距离远、功耗低的特点，能够满足物联网、智慧城市、智能家居、智能制造等领域的通信要求。
3.3TD-LTE
4G时代的到来，对无线通信技术有了更高的要求，包括网络覆盖率、网络速率等都有了进一步的要求，网速更快，高效率的信息传输为人们的生活和工作带来了很大的便利。在我国三大运营商体系中，人们最熟悉的移动通信网络技术占据着大部分的市场，人们只要打开手机、查看数据，就可以享受到畅快无阻的网络。目前，5G技术已经到来，意味着人们的网速会越来越快，同时，还可以实现远距离视频连接与信息文件传输。中国移动在上海世博园区就应用了长期演进（LongTermEvolution，LTE）中的TD-LTE技术，该技术组网的应用能够移动演示车上的视频终端、应急指挥中心视频终端。世博园监控中心通过该项系统网络能够传输数据信息，实现对整个上海世博园区的监控，此外，还可以移动监控，对维护世博园区的安全、稳定提供了巨大的帮助。移动通信技术的每一次更新换代，并不是意味着旧技术的淘汰，而是在原有技术的基础上对功能进行更新与完善，新技术包含了旧技术所有的数据信息，更新换代时需要借助物联网技术对旧技术的数据进行读取。
4物联网应用场景中的无线通信技术
4.1智能抄表
相比于传统的人工抄表方式，远程抄表系统实现了自动读取表上数据，且方便统一管理。远程抄表系统由智能仪表、通信网络、后台服务器组成。通信网络部分负责将仪表的数据传输至服务器，此过程中可以采用GPRS/GSM技术，ZigBee，WiFi，Bluetooth，也有最近几年出现的NB-IoT，LoRa等技术。对于短距离通信技术ZigBee，WiFi，Bluetooth而言，通信距离限制了其应用场景；GPRS/GSM技术则面临着退网危机；目前的发展趋势是以NB-IoT为代表的LPWAN技术作为抄表系统的通信技术。NB-IoT可直接在运营商网络基础上部署，网络节点容量巨大，其低功耗、长距离、穿透能力强等特点，非常适合小区这样的高密集度抄表场景。
4.2微农场
搭建温室农场和露天农场，建设植物种植微型农场；并搭载物联网传感设备，可以实时监控土壤、水质、空气、灌溉、温度等参数，远程控制微农场的运行。物联网管控系统不仅可以控制楼顶的智慧农场，根据学校未来使用需求可扩展进行智慧教室的管控，具备良好的扩展性。而在这一过程中，最为基础的便是要实现物品数据的感知与传输，而物联网通信技术在其中的应用需求无疑是巨大的，将会有效推动智慧校园产业实现更进一步的发展。
结束语
随着物联网关键技术产业的升级，物联网的发展即将进入新的阶段，IPv6标准的规模部署使得每个物体都能分配到IP地址，不同无线通信技术得以在不同应用场景中发挥其作用，万物互联正在逐步成为现实。2019年，5G正式进入商用，高速率、低时延的特点非常适合车联网这个场景，工业控制、智慧交通、智慧农业等等领域都向着物联网方向靠拢，智能家居更是人们生活中就能体会到的变化。各种物联网场景需要与之匹配无线通信技术支持，需要综合考虑各种因素。同时，多种无线技术可以结合起来使用，以适用不同的场景需求。
参考文献
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