物联网系统感知层涉及的三大主要技术
无线射频识别(RFID)
近距离无线通信(NFC)
ZigBee和无线传感器网络(WSN)
1、无线射频识别(RFID)
RFID的特点是信息储存容量呈几何倍数增长,而且访问时间短、识别读取速度快,并支持全方位识别读取。RFID可以多次读写,储存量更高,读取器可同时非接触式地识别多个标签,可适应各种恶劣环境条件,抗污和耐心性高,因此其在物联网管理、证件安全识别、票种验证等应用上有相当大的发展空间。但由于RFID需要特制芯片,因此成本较高,估计芯片可占RFID读取器整体成本的30%~65%(详细可阅读详解物联网感知层中的RFID技术)。
2、近距离无线通信(NFC)
NFC是以RFID标准为基础衍生出来的短距离无线通信技术,其通信距离不超过20cm,它主要用在被动非接触式感应卡片领域,以非接触式付款、ID识别门禁卡、信用卡、电子钱包、金融卡等应用为主。NFC标准也可应用于主动操作模式,可读取被动式智能电子卷标的信息。例如,从交互式RFID广告海报中读取及存储网址和电子促销优惠券、读取路边停车位的NFC卷标信息、下载NFC Tag指向的音乐服务或商品信息,以及通过NFC手机选择购买指定商品。主动模式装置作为初始端,即NFC系统定义的读取端,利用本身的电能传送载波,让目标端吸收载波电能工作,被动地响应初始端的通信连接。此外,主动模式也可通过读取外部NFC兼容的RFID Tag来触发各种手机应用服务。
3、ZigBee和无线传感器网络(WSN)
WSN已成为目前物联网架构重要内容之一,其中ZigBee相关技术发展正渐趋成熟。WSN主要由传感器节点、无线网关、计算机以及数据处理中心构成,通过具有通信能力且分布于周围环境的各种微小传感器感测到目标物的物理或化学变化,然后利用任意网络将信息传给另一传感器,再通过这个传感器传输到无线网关上,进而将数据传给附近的计算机,最后传输到互联网上,让用户可远程监控目标物的变化信息,并进行相应的处理。
WSN感测硬件平台是负责传感器之间沟通的传输介质,目前以ZigBee为主要骨干,并辅以RFID以扩展应用范围。按照IEEE 802.154的定义, ZigBeel的工作频段可分为一般的2.4GHz、欧洲的868 MHz以及美国的915 MHz,传输距离不超过75m,传输速率为20~250 kbps。ZigBee芯片在传输时消耗电流可控制在27 mA以下,待机时可降到0.3μA以下,低耗电待机模式下使用2节3号电池可工作6个月之久。