通俗易懂物聯網(6)：組網技術
本系列文章：
上一篇文章介紹了幾種常用的近距離無線通信技術，在這篇文章中，我們利用各類近距離無線通信技術的特點，總結出合理的物聯網組網技術。
一、不同距離段采用不同的無線通信技術
距離是物聯網組網的一個基礎因素，不同的通信技術在不同的距離上有其用武之地。為了便于描述，這里定義五個距離段：0~10cm(Distance-1)、0.1~1m(Distance-2)、1~10m(Distance-3)、10~100m(Distance-4)和100m以上(Distance-5)。下面我們來看看不同距離段對通信技術的要求及適用的無線通信技術都有哪些。
Distance-1
對于這個距離段的通信來說，應用的場景多為快速安全的數據交互和認證。這個特性要求通信的建網速度要快，數據量不能太大，安全性和抗干擾性強。這類場景包括：移動支付、快速身份認證、終端快速識別和任務觸發等。
對于設備來說，這個距離段內的物聯網終端設備多為移動便攜式設備，要求通信模塊的體積小、功耗小、壽命周期長。綜合考慮之下，NFC是應用于此類場景中比較好的無線通信技術。
Distance-2
在這個距離段，通常的場景是一個工作區域的數據交互和命令控制，如：藍牙耳機、藍牙控制、聲控、紅外控制和數據同步等。具體到物聯網場景，這種距離的組網通常是由通信能力強的可移動物聯網設備與固定的通信能力弱的物聯網終端設備之間的數據交互。
移動的物聯網終端設備通常以收集數據和計算數據為主，固定設備用以采集數據，并在移動終端與其建立通信后將數據一次性傳輸上去。通常說來，采集功能的終端設備數量和種類比較多，同時為了保證終端設備的狀態和管理，移動通信模塊體積要小，功耗要低。
綜合考慮之下，IrDA、藍牙和iBeacon是在該距離段內的比較合適的無線通信技術。
Distance-3
這個距離范圍通常是一個比較封閉的空間(如室內)，同時網絡數據流量比較大、傳輸速度也比較快。很明顯，Wi-Fi是較為合適的用在這一距離段內的無線通信技術。
Distance-4
在這個距離范圍內，通常需要在室外進行物聯網的部署。由于室外部署終端設備會出現供電抗干擾問題及通信安全問題，因此在這個距離段內選擇通信技術時必須要充分考慮到這些因素。綜合考慮之下，選擇RFID或ZigBee作為該距離段的無線通信技術。
Distance-5
對于這個超過100m距離的通信來說，目前沒有專門的無線通信技術，建議采用終端設備之間的組網來完成。
二、物聯網網絡拓撲
在物聯網中，最常用的網絡拓撲結構是各個終端設備之間的協作組網方式。協作組網指設備之間使用協助的方式進行通信，也只有這種方式才能擴充局域物聯網的范圍，而不受近距離無線通信本身的距離和傳輸速率的限制。
但是，一般通信能力強的終端設備在體積和功耗上都會比較大，而對物聯網終端設備的要求是通信模塊體積小、靈活性高、功耗低，這樣才能滿足不同環境、不同場景的需求。
基于以上各方面的考慮，可以采用二級拓撲的組網技術：在直接感知物體的物聯網終端設備上采用體積小、功耗低、安全性高的近距離通信技術建立微小網絡單元，在達到一定單元和數量后建立采用通信能力強、傳輸距離長的近距離無線通信技術組成一個分級的局域物聯網網絡。
此外，對于物聯網組網技術的選擇，物聯網終端的移動性和數據特性也是需要重點考慮的因素。
三、總結
本文介紹了物聯網的組網技術，在不同的距離段內需要使用不同的無線通信技術。在選擇使用哪種無線通信技術進行物聯網組網時，距離不是***的考慮因素，同時要考慮物聯網終端設備的特性和數據的特性等。也就是說，不能單純地從技術參數的角度來選擇組網技術，而是要綜合考慮各種可能對網絡傳輸帶來影響的因素。
【本文是51CTO專欄作者周兆熊的原創文章，作者微信公眾號：周氏邏輯(logiczhou)】
