WiFi技术在物联网发展中的应用

2018-12-20张哲鑫深圳市华普微电子有限公司

数码世界 2018年12期

张哲鑫深圳市华普微电子有限公司

在这个信息化日益加剧的时代中，智能家居产业也随之诞生，随着人们对家居功能需求的增加与科技的不断创新，可以预见，未来智能家居的发展，将不再局限于家电设备、灯光等遥控的控制，而嵌入式的智能终端、无线WIFI技术，以及Internet的广泛应用必将使家居控制变得更加完善，更加的自动，更加的智能，甚至是将变得更加的人性化，这赋予了智能家居更强大的竞争力,也使它必将取代传统家居的地位，从而获得更广阔的市场与应用。

1、物联网的发展及特征

所谓物联网，是指将各种信息传感设备，如射频识别（RFID）装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。其目的是让所有的物品都与网络连接在一起，方便识别和管理。它其实就是将原本与网络无关，但与我们的生活工作息息相关的万事万物都装上传感器，然后与现有的互联网连接，让人们可以更直接地去控制和管理这些事物，以方便我们的生活和促进生产乃至整个社会的发展。

物联网概念本身也在不断地演进，涵盖的范畴也比以前更加丰富。随着信息与通信技术的日益发达，物联网应用前景相当广阔，预计将广泛应用于智能交通、能源、环境保护、政府工作、公共事业、金融服务、平安家居、工业制造、医疗卫生、智能家居、现代农林业等诸多领域。目前普遍认为，物联网的体系构架可分为感知层、网络层、应用层 3 个层面，并且在每个层面上都有很多种选择。感知层包括二维码标签和识读器、FRID 标签和读写器、传感器、摄像头、传感器网络、传感器网关、视频检测识别、GPS、M2M（machine to machine）终端等，主要完成识别物体和采集信息的功能。网络层包括各类信息通信网络，如短距无线通信网、蜂窝无线通信网、传统互联网、移动互联网、有线通信网以及物联网信息中心、物联网管理中心等，主要完成将感知层获取的信息进行传递和处理的功能。应用层是物联网与各类行业专业技术深度融合，实现各种智能化行业应用，实现广泛智能化。

物联网的核心能力主要包括可靠传输、全面感知以及智能处理这三点。其基本特征主要有智能化以及泛在化两方面。所谓的智能化就是能够将情景感知、各种信息的聚合以及无缝连接处理者几方面内容进行有机结合，通过末端网络准确收集管理对象的各种信息，并且及时的进行分析处理，最后将结果提供给需要的用户。而泛在化则是指物联网覆盖应该逐步实现无处不在，这样才能适应社会的发展需求。正是由于上述特点，物联网的应用前景必然非常广泛。

2、Wi-Fi和它的优点

Wi-Fi是一种能够将个人电脑、手持设备（如Pad、手机）等终端以无线方式互相连接的技术。Wi-Fi是一个无线网路通信技术的品牌，由Wi-Fi联盟(Wi-Fi Alliance)所持有。目的是改善基于IEEE 802.11标准的无线网路产品之间的互通性。使用IEEE 802.11系列协议的局域网就称为Wi-Fi。其实很简单，Wi-Fi就是比蓝牙更完美的一种传输方式，它不再局限于短短的几米，在开放性的区域，通讯的距离可达305米，即使在封闭性的区域中，通讯距离也可以达到76米到122米，这大大方便了与现有的有线以太网整合，使得组网成本更低，不仅如此，Wi-Fi最大的优点就是传输速度较高，可以达到54Mbps。

WiFi是由AP(Access Point)和组成的无线网络，AP一般称为网络桥接器或接入点，是传统的有线局域网络与络之间的桥梁，因此任何一台装有的PC均可通过AP去分享有线局域网络甚至广域网络的资源，其工作原理相当于一个内置无线发射器的HUB或者是路由，而无线则是负责接收由AP所发射信号CLIENT端设备。

3、相较于3G的Wi-Fi技术

从未来的中国3G市场来看，语音业务对于移动运营商提高收入帮助不大，而且由于移动运营商数目的增加，语音业务带来的ARPU必然会呈现下降的趋势。因此，提供更多的数据多媒体业务，对于移动运营商维持用户忠诚度、提高网络利用率、增加业务附加值、获取最大利润等将会带来较大的帮助，这也是在部署3G前运营商所必须要考虑的问题。相比之下在芯片厂商、PC制造商、Wi-Fi联盟成员、运营商的共同推动下，WLAN在部署上取得了实质性的进展。中国电信、网通、移动、联通都在实施自己的热点覆盖计划。前一段时期，甚至还有用WLAN代替3G的论调。但是从覆盖范围、传输速率、基本业务类别、可移动速率、前向扩展、发展前景等多方面综合考虑，3G与WLAN不是一种可以互相取代的竞争关系，而是一种可以扬长避短的互补关系。目前，WLAN的推广和认证工作主要由产业标准组织Wi-Fi联盟完成，所以WLAN技术常常被称之为Wi-Fi。

相比较传统智能家居系统采用的有线布网方式，WIFI技术的应用则减少布线麻烦，具有更好的可扩展性、移动性。因此采用无线智能控制模式是智能家居发展的必然选择。也是未来市场的必然选择。

4、物联网家居

下面以物联网空调为例，首先，远程无线控制。物联网空调通过WIFI 技术接入Internet，用户的手机、电脑以及pad通过GPRS/3G/WIFI的方式连接到Internet，通过软件或者网页的方式在回家之前把空调打开，从而实现用户回到家之后有一个舒适的环境。其次是云访问，空调里面的都装有温度，湿度等等传感器，可以通过WIFI技术周期性的把用户家里面的温湿度信息周期传输到网络服务器，用户可以通过访问网络服务器，来实时知道家里的环境状态来改变空调的运作。最后是终端取代遥控器。现在智能手机，pad，笔记本的普及使得更多人想通过自己的设备去拥有更多的功能。以手机为例，手机接入家庭局域网，或者手机直接点对点连接空调设备，从而实现手机控制空调的运作。可以取代现有的遥控器，并且避免了红外遥控器的方向性的局限，使得用户在家里的任何一个角落可以实现对空调的控制，大大提高了家具设备的便利性与可操作性。

而WIFI智能网关就是室内机，WIFI智能网关就是家庭的一个智能化枢纽，经过智能网关上的无线射频模块与收集中各子节点进行通信，实现家电的控制；经过Web网络控制智能网关，从而实现对家电的远程控制。

在科技日益发展的年代，物联网成为现在科技的主流，物联网家电也将会普及到千家万户，WIFI技术也将被广泛应用。随着网络的普及和推广，将家庭中的各种带有网络功能的家用电器通过无线技术连接成局域网络，并与外部Internet相连，构成智能化多功能的现代家居智能系统将会成为新的流行趋势，也必然会是人们对未来家居的功能需求。