物联网:物联网的最后100米是无线的

在最后100米的事物连接上有巨大的潜力。事实上，未来无线互联网连接的大部分增长都将源于这一领域。为了实现真正的增长，需要在各个行业领域之间进行应用程序交互，因此行业无线标准是物联网(IoT)成功的基础。随着越来越多的设备可以在本地或通过低功率无线电通过互联网交换信息，这些设备之间的信息交换越来越方便。这种演变在几年前被命名为物联网(IoT)，但它的基础也通过诸如万物互联(IoE)、物联网、嵌入式网络、机器对机器(M2M)和工业4.0等术语而闻名。

最后100米

物联网中一个非常重要的概念是“最后100米连接”概念，它指的是在100米的短距离内运行的低功耗无线设备。这些设备代表了物联网的发展。

事实上，90%的市场份额将是在50米到100米的短范围内的小事物。“最后100米连接”呈现出巨大的潜力，因为今天大多数这些设备还没有连接到互联网。

物联网应用

一般来说，未来设备的增长将集中在个人设备上，如智能手机、平板电脑和笔记本电脑等。这些设备将成为重要的连接设备;然而，由于个人设备的增长直接限制于使用设备的人数，物联网设备的增长将是最大的。当然，增长究竟有多大是很难预测的;Gartner预测260亿;ABI Research, 300亿;爱立信(Ericsson)和思科(Cisco)等公司表示，2020年将有500亿台设备。

物联网设备将是能源、交通、教育、医疗保健、商业、旅游、金融、IT、环境等不同领域的连接小型设备。通过在这些领域使用物联网概念，人们可以获得更高效和定制化的药物、远程监控、能耗跟踪、远程控制、交通监管、安全监控等。

如今，上述提到的这些部门都在不同程度上使用无线技术和互联网交互，但通常它们都专注于各自行业内的共同点。所选择的无线解决方案需要充分解决行业对连接选项、健壮的操作和安全特性的担忧。

物联网无线选择

哪种无线技术最适合物联网?在每个领域都有一些专有的无线解决方案，以及标准，包括6LoWPAN、ANT+、蓝牙、蓝牙低能耗、DECT、EDGE、GPRS、IrDA、LTE、NFC、RFID、Weightless、WLAN(也通常称为Wi-Fi)、ZigBee、Z-Wave等。因此，为了成功发展物联网连接，必须专注于可用的主要标准短距离无线技术的一小部分选择。为了缩小选项列表，从以下物联网关键需求比较技术:

• 成本效率。大多数物联网设备成本低，需要负担得起的无线电解决方案。
• 小尺寸。由于这些设备通常体积较小，因此无线电技术需要在物理上适合传感器设备的外壳。
• 足够的安全特性。所选的无线技术必须充分支持身份验证和数据加密。此外，有时还需要端安全(从传感器到web服务)。
• 功耗低。由于大多数物联网设备都使用电池或能量收集技术，因此无线电技术必须具有超低功耗。
• 强大的可用生态系统。物联网的一个关键驱动力是与智能手机、平板电脑、个人电脑和家庭网关的连接。因此，所选择的无线技术也需要存在于这些设备中。在这些市场的彻底渗透增加了数量，从而也降低了无线电技术成本。
• 可靠性高。物联网设备将在恶劣的环境下运行，因此需要一个强大的无线解决方案，该解决方案已经在最恶劣的条件下成功运行。
• 使用方便。在将设备连接到现有网络和Internet服务时，无缝设置是必须的。
• 范围扩展能力。尽管物联网在短距离内运行，但重要的是所选择的技术能够提供足够的范围覆盖或具有一定的范围扩展能力。

当将上述标准与“最后100米连接”空间中使用最多的无线技术进行比较时，无线选项列表可以缩小到802.15.4 (ZigBee是其中一种技术)、低能耗蓝牙、红外(IrDA)、NFC和WLAN(通常也称为Wi-Fi)。由于所选择的无线技术需要在大量应用中被广泛采用，除了非常具体的用例外，一般可以排除IrDA和NFC。

蓝牙低能耗极有可能成为小型、低功耗和低成本设备“最后100米”的重要技术，这要归功于已经显现出来的生态系统和为短程、低功耗设备量身定制的功能。基于802.15.4的技术将主要选择在已经建立的领域。无线局域网将特别适用于成本和低功耗不那么重要的设备。

网关的重要性

在物联网架构中，网关是广域网(Internet)和短距离网络之间的接口，是关键要素。有时网关是连接到骨干网的固定设备，有时网关嵌入在其他设备中，如互联网路由器(ADSL或GSM/3G/4G路由器或类似路由器)。

智能手机或其他移动设备也可以作为临时网关，例如，当物联网设备与手机一起携带时，例如与随身传感器一起携带时，或者当手机用于使用互联网服务的物联网设备的身份验证访问时。

网关也很有用，因为它们可以帮助创建一个具有多种技术互连的系统。然后使用这些网关执行到公共主干的必要转换。

范围的扩展

如前所述，90%的物联网设备将在50-100米的短范围内运行，但有时人们希望更长的范围。这个扩展可以通过网关，WLAN和蓝牙低能耗完成。在这里，WLAN将作为连接传感器/设备岛的中间主干。这利用了现有的短程无线电芯片的多无线电功能，例如支持同时使用蓝牙低能耗和WLAN的芯片组来创建微型网关。网关之间通过蓝牙低功耗下行和WLAN上行进行通信。WLAN上行链路连接到WLAN路由器，再向上连接到Internet服务。

将会有几种短距离低功耗无线电并行使用，但蓝牙低功耗技术可能会占据这个市场的最重要部分，这要归功于它已经显现出来的生态系统和为短距离、低功耗设备量身定制的功能。

- Rolf Nilsson是connectBlue的首席执行官和创始人。由CFE Media内容经理马克·t·霍斯克编辑，控制工程，mhoske@cfemedia.com．

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作者简介

Rolf Nilsson是connectBlue的首席执行官和创始人，在工业自动化和通信领域拥有30多年的专业知识。在创建connectBlue之前，Rolf是Eurotherm Scandinavia的总统，在此之前，他在阿尔法拉瓦尔自动化/ABB自动化产品担任领导职务。

关于connectBlue

connectBlue是一家无线解决方案提供商，为用户提供最后百米的连接。产品专为苛刻的工业、医疗、测量、数据采集和质量保证应用而设计和测试。基于经典蓝牙、低功耗蓝牙、WLAN和多无线电解决方案，connectBlue市场即嵌式无线模块和即用式无线串行/以太网端口适配器和接入点。connectBlue产品是欧洲，美国，加拿大和日本市场批准的无线电类型;符合EMC、安规和医疗标准，以及蓝牙认证程序。瑞典有主要的connectBlue办公室;德国和美国在当地设有办事处。

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