隨著物聯(lián)網(wǎng)的持續(xù)發(fā)展，專有的“機(jī)器到機(jī)器”的網(wǎng)絡(luò)將發(fā)揮更大的作用。
在大部分時(shí)間里，互聯(lián)網(wǎng)主要用于連接人們和應(yīng)用程序。現(xiàn)在，半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步讓我們可以將強(qiáng)大的處理器和網(wǎng)絡(luò)接口嵌入到日常物品中，而這又推動(dòng)著物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的發(fā)展，在物聯(lián)網(wǎng)中，對(duì)象互相進(jìn)行通信，并通過互聯(lián)網(wǎng)受到控制。同時(shí)，專有的“機(jī)器到機(jī)器”的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為很多IoT應(yīng)用提供了最后一塊跳板，由于每個(gè)應(yīng)用都不同，并沒有任何單一的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或協(xié)議可以支持所有應(yīng)用。
下面讓我們看看三種具有不同特性的專有網(wǎng)絡(luò)如何滿足IoT產(chǎn)生的特定要求。這三種網(wǎng)絡(luò)都是無線網(wǎng)絡(luò)，并且支持有限的距離。不過，它們的應(yīng)用不同，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議也不同，用以滿足這些特殊要求。
IEEE 802.11p
汽車制造商以及美國運(yùn)輸部目前正在制定一套標(biāo)準(zhǔn)用于讓汽車進(jìn)行互相通信，從而減少公路交通事故。
其目標(biāo)是，基于這些標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備最終將安裝在每輛汽車、卡車、公共汽車和摩托車中，這些標(biāo)準(zhǔn)被稱為車輛對(duì)車輛(V2V)和車輛對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施(V2I)通信。IEEE 802.11p或者 汽車無線接入技術(shù)(WAVE，Wireless Access in Vehicular Environments)是這個(gè)項(xiàng)目的重要組成部分。
通過使用WAVE，每輛車會(huì)每秒播報(bào)10次其位置、速度和行駛方向，附近的車輛和路邊基礎(chǔ)設(shè)施將會(huì)接收這些廣播。車輛內(nèi)安裝的計(jì)算機(jī)會(huì)利用這些收到的信息對(duì)駕駛員生成警報(bào)，或者采取行動(dòng)來防止意外事故。
雖然802.11p是基于數(shù)百萬Wi-Fi設(shè)備所使用的IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)，但它運(yùn)行在不同的環(huán)境，有著不同的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。802.11p必須在車輛之間建立通信，而車輛可能非?？拷?。我們知道，廣泛使用的802.11版本(例如802.11n)需要站點(diǎn)來交換數(shù)據(jù)包以連接到特定接入點(diǎn)(AP)，根據(jù)其獨(dú)特的基本服務(wù)集標(biāo)識(shí)(BSSID)來識(shí)別。而這個(gè)802.11p標(biāo)識(shí)定義了一個(gè)外卡BSSID，所以不需要初始的數(shù)據(jù)包交換。每輛車不需要與附近的車輛建立連接，就可以發(fā)送其位置、速度和方向，并在收到數(shù)據(jù)時(shí)就對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
由于確定位置、速度和方向并不需要大量數(shù)據(jù)，所以對(duì)于WAVE，并不需要高數(shù)據(jù)傳輸速率。但是，附近建筑物和大型卡車及公共汽車的反射造成的數(shù)據(jù)丟失帶來了挑戰(zhàn)。因此，WAVE設(shè)計(jì)師使用10MHz帶寬信道(比其他802.11版本更窄的信道)來減少對(duì)反射的靈敏度。
安全是V2V項(xiàng)目的主要問題，因?yàn)榇嬖诠粽甙l(fā)送錯(cuò)誤信息的潛在風(fēng)險(xiǎn)。為此，IEEE 1609定義了用來保護(hù)數(shù)據(jù)的管理和安全操作。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)，車輛和相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施因素通過公鑰基礎(chǔ)設(shè)施獲取證書來實(shí)現(xiàn)安全的操作。同時(shí)，其他研究也仍在繼續(xù)。這些研究主題包括：設(shè)法建立保護(hù)來抵御分布式拒絕服務(wù)攻擊，以及評(píng)估如何阻止攻擊者訪問基礎(chǔ)設(shè)施和車輛。其他問題包括加強(qiáng)證書頒發(fā)機(jī)構(gòu)的能力，因?yàn)檫@些機(jī)構(gòu)支持著數(shù)百萬的車輛和路邊基礎(chǔ)設(shè)施因素來支持V2V和V2I。
ZigBee網(wǎng)絡(luò)
ZigBee聯(lián)盟協(xié)議被設(shè)計(jì)用來創(chuàng)建覆蓋大面積的低功耗網(wǎng)絡(luò)。功耗是一個(gè)關(guān)鍵問題，因?yàn)楹芏郱igBee設(shè)備由電池供電。ZigBee設(shè)備通過構(gòu)建節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)來滿足功耗目標(biāo)。
其應(yīng)用包括在家里以及商業(yè)和工業(yè)建筑內(nèi)監(jiān)測(cè)和控制溫度以及照明。其他應(yīng)用包括在醫(yī)院、工廠和學(xué)校追蹤便攜式設(shè)備的位置。對(duì)于環(huán)境監(jiān)控及追蹤設(shè)備定期發(fā)送少量數(shù)據(jù)這類的應(yīng)用來說，并不需要高數(shù)據(jù)傳輸速率，但由于設(shè)備通常分散在很大范圍，經(jīng)常更換電池會(huì)大大降低網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值。
在非常低功率的應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)中相鄰設(shè)備之間的距離可能只有10米。ZigBee網(wǎng)絡(luò)可以運(yùn)行在2.4GHz頻段、915MHz或868MHz頻段。在2.4GHz最大數(shù)據(jù)傳輸速率為256Kbps，在更小頻段有著更小的速率。ZigBee支持AES-128標(biāo)準(zhǔn)的加密，提供多種密鑰分布方法。
ZigBee網(wǎng)絡(luò)可以包含數(shù)千個(gè)節(jié)點(diǎn)，信息通過節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中傳遞。我們沒有必要在網(wǎng)絡(luò)的所有成員的傳輸范圍內(nèi)都部署單個(gè)節(jié)點(diǎn)，ZigBee設(shè)備可以形成星形或者網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)是自我配置和自我修復(fù)的，所以單個(gè)節(jié)點(diǎn)的損失并不會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。在終端節(jié)點(diǎn)相距太遠(yuǎn)而無法與鄰近節(jié)點(diǎn)通信的網(wǎng)絡(luò)，ZigBee路由器可以用來擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)。