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物联网中无线通信技术应用分析周杨

发表时间：2020/10/19 来源：《基层建设》2020年第19期作者：周杨

[导读] 摘要：随着经济和信息技术的快速发展，无线通信技术在整个物联网应用场景中起着关键作用。

        大连东软信息学院辽宁省大连市 116033
        摘要：随着经济和信息技术的快速发展，无线通信技术在整个物联网应用场景中起着关键作用。针对目前庞杂的无线通信技术做系统的分类、性能比对，同时结合物联网应用案例探讨如何根据不同场景选取对应的无线通信技术做支撑。通过对不同技术从范围、功耗、通信速率、网络容量等方面的比较及对未来无线通信技术的发展趋势的预测，给物联网应用部署时提供技术选取方案。
        关键词：物联网；无线通信；网络容量；低功耗广域网
        引言
        当前，人们对信息的需求量与日俱增，具有随时随地的便捷化接入特点的无线通信技术被广泛应用，为了进一步的满足人们的工作需要，许多行业都开始使用无线通信技术。为了保证无线通信系统正常运行，我们就要采取一系列措施保证其安全性。
        1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）无线通信技术，物联网的最大特征是实现物与物之间的交流与通信，其中，交流技术核心是无线通信技术，使人们在任何时间、任何地点，只要有网络技术就可以实现交流通信，让全世界的人们形成一个整体。通信技术主要分为有线通信技术和无线通信技术，目前，应用最多的是无线通信技术，最为人熟知的就是WiFi，促进了我国手机行业的快速发展。
        2物联网中运用的无线通信技术
        物联网通信技术的应用给人们的生活带来了很大的便利，最重要的是归功于3种技术的应用，物联网通信技术对于推动我国科技发展、社会发展以及其他各方面的发展都起到了很大的作用。相对于其他通信技术来说，物联网通信的安全性高、速度非常快，但同时，物联网对于传输的介质有着严格的要求，也正是因为特殊的传播介质，物联网才具有特殊性。
        2.1ZigBee
        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。

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        2.2低功耗广域网络
        LPWAN是当今物联网接入网技术的主要热点之一，伴随着物联网及相关产业的发展，未来的物物互联是必然趋势。很多场景需要进行长距离通信，而LWPAN技术就是为解决长距离、低成本等问题而产生的，旨在实现物联网中分布广泛、数量极大的“物”之间的互联互通。本文主要介绍时下国内和国际上关注较多的技术如：LoRa，NB-IoT，SigFox，Weighteless。
        2.3TD-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。
        3解决无线通信传输安全问题的方法探究
        3.1不断加强通信网络的安全评估
        在展开无线通信传输网络安全管理的过程中，工作人员要根据实际情况出发，把工作重点放在网络的安全性评估方面，在评估网站安全性的同时也要保证评估的深度以及结果的精准性。此外，掌握无线网络运行的实时动态，是评估工作的重点，根据现实中存在的问题制定有针对性的解决措施。尤其在工作中要留意病毒对无线通信传输安全产生负面影响，提前做好应对措施，把危害系数降到最低。
        3.2积极引入身份认证技术
        这种技术简单来说就是用户在登录网站时首先在网络服务器上要对其身份进行核查验证，验证通过才可以正常使用计算机，严禁出现非法占用、信息非法修改的情况。身份认证技术无线通信传输安全的基础，我们必须严防死守，禁止非法人员盗用客户信息。在无线通信传输中，身份认证技术主要有以下几个方面的作用：辨别信息的真假；评价信息数据的完善程度，防止传输过程中被入侵或非法占有，预防非法人员利用伪造身份登录系统并展开信息数据的窃取。
        3.3采用无线通信传输加密技术
        保证无线通信传输安全性的另一种有效措施就是采用加密技术，它能使普通的信息转变成加密信息，有效的保证了信息传输的安全，现阶段无线通信传输加密技术主要包括有线等效加密（WEP）技术、WPA-PSK（TKIP）加密技术和WPA2-PSK（AES）加密技术等。
        结语
        物联网在我国各方面的发展中都提供了强大的技术支持，与计算机通信技术不同。计算机通信技术局限于计算机与计算机或者计算机与终端设备之间的信息传递，而物联网技术能够实现任何物与物之间的数据通信。物联网的射频识别技术、云计算技术、计算机通信技术等都会为网络通信提供强大的技术功能，不仅是计算机通信技术，无线通信技术也在物联网中得到了应用，包括ZigBee网络、TD-LTE技术与WiFi技术，在人们的生活中提供了很大的便利。
        参考文献
        [1]魏旻，王平．物联网导论[M].北京：人民邮电出版社，2017.
        [2]姚旭东.国内外物联网技术发展的比较研究[D].成都：西南交通大学，2012.
        [3]苏美文.物联网产业发展的理论分析与对策研究[D].长春：吉林大学，2015.