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M2M根扎智能家居無線技術

2010-04-13 11:43    【  【打印】【我要糾錯】

  無線網絡技術和無線控制技術的飛速發(fā)展,加速了“有線世界”向“無線空間”的快速發(fā)展。M2M技術的先進理念即將引來新一輪“有線世界”的“無線革命”。

  M2M提供了設備實時數據在系統(tǒng)之間、遠程設備之間、或與個人之間建立無線連接的簡單手段,綜合了數據采集、遠程監(jiān)控、電信、信息技術,能夠使業(yè)務流程自動化;集成公司IT系統(tǒng)和非IT設備的實時狀態(tài),創(chuàng)造增值服務。這一平臺可在安全監(jiān)測、自動讀取停車表、機械服務和維修業(yè)務、自動售貨機、公共交通系統(tǒng)、車隊管理、工業(yè)流程自動化、電動機械、城市信息化等環(huán)境中應用,提供廣泛的應用和解決方案。M2M技術已經得到了HP、CA、Intel、IBM、AT&T、EriCSSon、Nokia、Opto22和OMRON等大牌廠商的支持。

  M2M技術與使用傳統(tǒng)地面電話線或無線數傳電臺的遠程監(jiān)視系統(tǒng)工作原理相似,并很可能取代后者。分析人士表示,由于M2M系統(tǒng)不需要為連接遙遠地區(qū)的設備架設數百英里的電話線路,并解決無線數傳電臺的距離和頻段問題,因此更適用,也更方便。

  在M2M中,GSM/GPRS/UMTS是一種主要的遠距離聯接技術,近距離聯接技術主要有802.11b/g、藍牙、Zigbee、RFID和UWB.

  1、無線局域網(WLAN)

  IEEE802.11無線局域網國際標準發(fā)布于1997年6月,這是一個開放的標準。利用802.11b和802.11a等無線網絡標準,完全可以使您在各種復雜的環(huán)境下(像擁擠的辦公室、校園、大廈、餐館甚至整個街區(qū)),都可實現無縫無中斷連接。通過采用無線局域網(WLAN)在整個社區(qū)或家居室內分享寬帶互聯網連接,可避免使用線纜、路由器和其他設備所帶來的麻煩,客戶只需將接入點插入寬帶調制解調器,將無線網絡卡裝入他們的網絡和臺式機中,就可以享受無線寬帶互聯網接入所帶來的優(yōu)勢。

  2、藍牙

  在M2M中,藍牙技術作為一種短距離的無線連接技術,有著廣闊的應用前景。新的藍牙標準2.0版擬支持高達10Mb/s以上速率(4、8及12Mbit/s~20Mbit/s),估計在2004年以后推出,這是適應未來愈來愈多寬帶多媒體業(yè)務需求的必然演進趨勢。由于藍牙技術可以方便地嵌入單一的CMOS芯片中,因此,特別適用于小型的移動通信設備,使設備通過無線建立通信,避免了連接電纜的不便。

  藍牙技術工作在全球通用的2.4GHzISM頻段。從理論上講,以2.4GHzISM頻段運行的技術能使用距30m以內的設備互相連接,但實際上很難達到。現階段,藍牙的發(fā)射范圍可達10m,可以同時實現8臺設備的相互聯通。當檢測到距離小于10m時,接收設備可動態(tài)地調節(jié)功能;當業(yè)務量減小或停止時,藍牙設備即可進入低功耗工作模式。

  藍牙技術應用在智能家居中,具有高可靠性、低復雜度、低功耗、低成本的優(yōu)點,但仍然有一些問題需要解決,如相鄰設備之間為防止信息誤傳和被截取,要求用戶提前設置對應頻段;藍牙芯片的價格較高;藍牙模塊較難生產等。但人們相信,隨著藍牙網絡家電產品和網絡設備的出現,家居智能化的進一步普及,這些問題將逐漸被解決,而藍牙無線智能家居系統(tǒng)也將給未來的家庭生活帶來巨大的革命。

  3、ZigBee

  為了滿足低功耗、低成本的無線網絡要求,IEEE標準委員會在2000年12月正式批準并成立了802.15.4工作組,任務就是開發(fā)一個低數據率的WPAN(LR-WPAN)標準。它具有復雜度低、成本極少、功耗很小的特點,能在低成本設備(固定、便攜或可移動的)之間進行低數據率的傳輸;谶@一標準的無線網絡可使用無需許可的858MHz、902MHz~928MHz和2.4GHz無線頻段,可分別達到20Kbps、40Kbps與250Kbps的最大數據傳輸速率。

  802.15.4無線發(fā)射/接收機及網絡被Motorola、Philips、Eaton、Invensys和Honeywell這些國際通信與工業(yè)控制界巨頭們極力推崇。它滿足國際標準組織(ISO)開放系統(tǒng)互連(OSI)參考模式。它包括物理層、介質訪問層、網絡層和高層。下圖是對這些層的描述。

  ZigBee有以下優(yōu)點:

  1)省電:兩節(jié)五號電池可以工作6個月到2年左右的時間,免去了充電或者頻繁更換電池的麻煩。

  2)網絡容量大:最多可以容納255個設備。

  3)成本低:與其他技術比較具有價格便宜的特點,且ZigBee協(xié)議免收專利費。

  4)時延短:通常時延都在15ms~30ms之間。

  5)安全:提供了鑒權功能,同時可以靈活確定其安全屬性。

  IEEE802.15.4工作組主要負責制定物理層和MAC層的協(xié)議,其余協(xié)議主要參照和采用現有的標準,網絡層以上協(xié)議由ZigBee聯盟制定。

  實現ZigBee的要求很簡單,只要8位處理器和32kB的ROM即可,但需要較多的RAM用于存儲所有節(jié)點的設備信息、關聯表和密碼等。ZigBee提供了低速率、低成本、長壽命的設備解決方案,且它工作在無需申請頻段,能夠覆蓋設備非常多,通信范圍較大。作為廣為人知的IEEE802家族的一員,ZigBee將會取得非常良好的市場效應。

  4、GPRS/GSM1XRTT/CDMA

  GPRS(GeneralPacketRadioService)即通用分組無線業(yè)務,是在現有的GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的分組數據承載業(yè)務。GPRS與GSM系統(tǒng)最根本的區(qū)別是,GSM是一種電路交換系統(tǒng),而GPRS是一種分組交換系統(tǒng)。GPRS特別適用于間斷的、突發(fā)性的或頻繁的、少量的數據傳輸,也適用于偶爾的大數據量傳輸?梢詫PRS理解為GSM的一個更高層次。

延伸閱讀:無線技術 智能家居 M2M
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