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无线传感器网络通信技术与标准化分析(2)

时间:2015-04-03 11:26 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:林鑫海等 点击次数:

  3.1 标准化的进程 

  各类标准在制定之初协议简单、功能单一,随着需求的增加和应用场景的多样,传统协议内逐渐增加新的内容。以ZigBee为例,它定义了网络互连、传输和应用规范,然而随着应用的推广和产业发展,基本协议已经不能适应需求。为此,不同国家、不同应用以ZigBee协议为基础推出更多版本,使不同制造商的便捷式设备具有近距离互通的能力,并且具备一定的组网能力。 

  我国对传感器发展高度重视,在全国信息技术标准化技术委员会推动下,国内传感器网络标准化的工作取得很大进展,新一代宽带移动无线通信网和《国家中长期科学和技术发展规划(2006—2020)》都把传感网列入重点研究领域。目前我国传感网标准体系已形成初步框架,向国际标准化组织提交的多项标准提案被采纳,传感网标准化工作已经取得积极进展。未来更多地参与国际标准的制定,将会对我国产品的竞争力和技术水平的提升至关重要。 

  3.2 标准化的挑战 

  尽管上述3种无线技术ZigBee、Bluetooth以及Wi-Fi在传感器网络中都被广泛使用,但无线传感器网络技术标准所面临的现状却较为困难。大型制造商只采用本阵营的标准,其他标准协议拒绝支持,那么智能生活所体现的智能性将远低于预期。 

  造成这种尴尬局面有多种原因:一方面,各种无线技术都有各自的特点、产品应用及适用范围,从短期来看,技术替代或技术兼容都不现实;另一方面,从市场角度来看,各大设备供应商、系统开发商之间,特别是处于竞争状态下的产品供应商的标准化问题,将触及各方的经济利益,从而使得无线传感器网络技术的标准化变得复杂而困难。未来的无线传感器网络技术真正需要的是:所有设备都使用同一个标准来通信。这个标准之于智能家电就如同Wi-Fi之于笔记本电脑,但是创建这个标准需要多方面因素促成。 

  3.3 标准化的方向 

  现有无线通信标准各自推广、布局的情况下,各大制造商并未达成一致,无线传感器设备的互连更加困难,其中智能家居领域受到的影响最大。在目前标准无法统一的情况下,开发商提出了一些比较成熟的解决方案,主要包括以下2种模式: 

  (1)居间服务 

  智能家居系统需要在不同厂家的设备之间实现互连,以方便对其有效的控制,实现不同程度的自动化。系统集成商们提供了很多服务案例,比如把多种电器捆绑在一起,实现全面的互连性。这种通过居间服务的形式实现无线传感器网络设备之间的通信将是一种双赢的模式。 

  如今,供应商在家居自动化方面做出了很多大胆的尝试,比如出售预制的灯、温湿度控制器和门禁摄像头等,将它们整合出售,实现相互通信协作。SmartThings的解决方案是通过一个控制中心和不同类型的传感器,在家居生活中追踪及控制各类数字设备,也可以跟使用Z-Wave、ZigBee、Wi-Fi的家电通信。一旦这些家电以无线方式连接在一起,SmartThings就可以实现它们之间的互操作,用户也可以通过一个智能手机应用访问它们。其优势就是不需要用户关注各种复杂的标准,提升用户体验。Arrayent也提供了另一种整合服务:可以帮助零售商组装希望打包出售的设备,让这些设备跟连接到互联网的控制系统同步,以便互相通信。 

  (2)云服务 

  云服务的蓬勃发展为无线传感器网络提供数据的接入、存储和处理业务,用户把终端嵌入到生活场景之后,各类设备将数据上传到云上,通过调用云端数据并发送指令,在业务和管理方面实现“物与人”相互通信。目前这种技术融合互联网、广电网、传感网等多网资源,各大制造商都在积极打造自己的云服务平台,已有比较成熟的解决方案,真正实现跨平台智能控制。未来随着对智能需求的高涨,能够实现各标准互连的云平台运营商的地位将占据核心的位置。 

  4 结束语 

  以ZigBee、蓝牙和Wi-Fi技术为主的无线传感器网络的发展,使得无线传感器网络设备产品陆续融入日常生活。目前,各种无线技术都有各自的技术特点、产品应用及适用范围,从这个角度来看,采用多标准的观念可能是正确的方向:针对不同用户群体推出不同标准的产品,便于新技术的普及。然而,随着人们对智能需求的越来越高,各类设备之间互通显得尤为重要。目前的解决方案只能针对特定的场景提供有限的服务,一个主流的、开放的通信协议将是解决互联互通的关键技术,设备制造商和应用开发商都在统一、开放的平台上推广应用,设备的互联互通将会变得如同上网一般方便。 

  参考文献: 

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  [8] 孙利民. 无线传感器网络[M]. 北京: 清华大学出版社, 2005.


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