一、引言
物联网技术在2015年继续成为信息技术领域的一个热点。根据IDC的预测，到2020年全球将有多达250亿个智能设备连接到物联网上。随着要连接的智能设备的数量迅猛增加，企业IT部门需要考虑采用何种技术将成千上万的新设备接入网络、以及它们对IT网络的潜在影响。
物联网技术经过几年时间的发展，从最初的以RFID电子标签、遥测、机器对机器(M2M)通信技术为主的产品和服务，逐步扩展到基于IP网络技术接入互联网的智能设备产品和服务，物联网技术的能力和应用空间有了极大的提升。尽管目前这些接入互联网的智能设备产品更多是出现在大众消费市场，主要包括健康类和智能家居类的智能可穿戴设备，但可以预见在企业市场接入互联网的智能设备的数量会加速增长。
物联网依赖于通信技术使底层的“物”与更高层的、在互联网上的设备进行连接及信息交换。目前这些底层物体主要是通过无线通信技术把它们连接起来，常用的无线通信技术包括有WiFi、低功耗蓝牙、ZigBee、RF、GPRS。近年来也出现许多新的无线通信技术标准和解决方案，比如ANT、Z-Wave、6LoWPAN、DASH6等。如何为企业的物联网选择适合的无线通信技术并规划一个最优的无线通信网络是企业IT部门应对物联网发展所面临的一个挑战。
二、企业物联网中无线通信技术的选择
市场上的无线通信技术种类繁多，针对某一企业物联网选择适合的无线技术方案主要考虑以下三个因素：
● 应用场景
● 技术性能
● 环境限制
1、应用场景
在某些特定的应用领域中已经形成了一些更高层的行业标准，比如工业系统中的现场总线Modbus和CAN open标准、医疗设备互联的IEEE 11073标准、智慧照明系统中的控制标准等，与这些行业标准适配成为选择无线通信技术的首要因素。
通常的企业物联网应用场景如图所示，企业现场内的设备成为具有感知、分析、决策、控制等功能的智能设备和传感器，这些智能设备和传感器通过网络与手持移动终端、控制电脑、智能诊断和管理系统进行互联，从而使这些智能设备能够实时监控环境和过程的变化，进行实时优化，提升企业管理的质量和工作效率。
图： 企业物联网应用场景
2、技术性能
在与应用领域的技术环境相适配的条件下，企业IT部门在选择物联网应用中的无线通信技术时将侧重于技术性能的要求，用于评估选择无线通信技术的几个关键技术指标是：通信范围与传输速率、功耗、安全性、扩展性。
通信范围与传输速率：这是一对相互平衡的技术指标。工作于千兆以下频段的无线通信协议可以传输更远的距离(千米级)、有更好的穿越障碍物的能力，但数据传输速率较低(Kbps级);工作于2.4G和5G甚至更高频段的无线通信协议可以在有限的范围内(几十米至上百米)以较高的速率(几十Mbps至几百Mbps)进行数据传输。
功耗：物联网中的智能设备和无线传感器，考虑到移动性和方便安放，常需要靠自带电池供电。对于小型便携式、需大量部署的智能设备，为降低对电池的维护成本，期望电池的寿命可以达到几个月甚至几年的时间。通信部分所消耗的能量占智能设备总功耗的主要部分，目前市场的低功耗蓝牙、低功耗Zigbee等无线通信技术正是应这一需要而发展。
安全性：随着企业物联网进程的推进，越来越多的智能设备接入，网络安全和数据安全问题将日益突出。无线通信信道的开放性使得黑客可以在开放的空间对无线网络发起攻击，并给企业带来重大损失。在平衡其它技术性能指标的同时，无线技术的安全保障机制是也一个重要的评估指标。
易扩展性：虽然物联网技术目前在企业中的应用还不多，接入设备的数量有限，但我们可以预见到在不远的将来企业中需要接入的智能设备数会加速增长，要求选择的无线通信技术可以方便的进行扩展，以满足大量设备接入的需要。易扩展性包括系统性能易扩展性，能方便的扩展以满足覆盖范围、通信容量和接入设备数量的增加;和系统管理易扩展性，当接入的设备呈指数级增长时，IT人员仍可有效地对这些设备进行监控和管理。
3、环境限制
在企业物联网的无线通信技术的选择上，除了以上对应用场景、无线通信技术的性能指标的考虑外，对于实际应用中物理环境的要求也是一个需要考虑的因素，比如在一些特殊的移动性强、位置偏远的场合只能通过GPRS移动通信技术进行连接。
不同于普通的民用环境，企业应用的物理环境更加复杂，环境中往往同时存在WiFi、蓝牙、Zigbee、RF射频等多种类型的无线信号，这些无线信号大多集中在2.4GHz的共享频段上，存在同频干扰;企业环境存在各种大型的电器设备会产生电磁信号，各种金属物会对无线信号传输造成反射、散射，机械设备运转时也会产生电磁噪声，最终会影响无线通信的可靠性。
工作环境中的温湿度条件、灰尘防护等级等也是物理环境的限制性要求之一。
三、WiFi无线通信技术应用于企业物联网的优势
WiFi无线通信技术最初作为IT局域网的一个标准而诞生，经过十几年的发展，已经在企业的IT网络基础架构中作为一个成熟的标准被广泛应用。在企业物联网市场上还没有形成一个占主导地位的无线通信技术标准，但综合考虑物联网在企业中的应用场景、性能要求和环境限制等因素，WiFi无线通信技术有着较大的优势。
从企业物联网的应用场景上来看(见上图)，首先大部分的企业已广泛使用WiFi设备，企业现有的WiFi网络已经建立互联网的网关，不需要为物联网再单独建立新的互联网网关，这为新的WiFi设备接入提供了有力的基础设施支持;其次，物联网应用系统(智能诊断和管理系统)是一些新的系统运行在企业现有的服务器、移动终端和电脑上，这些移动终端和电脑都具备了WiFi通信功能、并已经通过WiFi网络连接在一起，企业物联网采用WiFi标准可以保障与现存WiFi网络和设备的通用性和互联性;第三，WiFi通信是一个成熟的标准，内置完整的TCP/IP通信协议，提供了基于IP网络技术面向应用的API接口，在进行应用软件开发时只需关注在应用层如何调用数据交换的指令，使得物联网应用的实施和管理变得简单易行。
从技术性能上来看，WiFi通信协议工作在2.4GHz和5GHz的ISM频段上，有着最高的传输速率和通信容量，同时WiFi联盟还在发展采用低于1GHz的频段进行通信、以较低的功耗但仍能有100kbps以上传输速率进行1公里以上距离传输的802.11ah标准，和采用高频60 GHz频段进行通信、在有限距离内以几乎无限的带宽(高达7Gbps)传输的802.11ad标准，与其它的无线通信技术相比，WiFi可以采用工作在更多的频段上，满足不同的通信范围和传输速率的需要;WiFi的安全访问保障机制经过在企业IT网络中的验证和完善，目前企业中广泛采用的WPA2无线加密协议是无线通信技术中安全性最高的协议。
从环境限制上看，WiFi技术经过十几年的发展已经产生出许多成熟的企业级产品，WiFi的2.4GHz和5GHz通信频段在复杂的电磁环境下，通过分频和跳频技术，可以更好的抵抗其它通信协议的干扰，并与不同的设备和通信协议共存。
功耗是WiFi无线技术在物联网市场中被广泛采用的一个障碍，尤其对于高移动性的智能可穿戴设备类的应用。WiFi通信技术需要运行额外的协议指令，比其它的无线通信技术(比如低功耗蓝牙)要消耗更多的功率。如果降低WiFi的功率，又会显著影响WiFi的通信性能。IEEE的无线通信标准委员会已经着手在新的低功耗WiFi的标准制定，有望在不久的将来能在WiFi功耗指标上获得改善。
四、WiFi无线通信技术应用于企业物联网中需注意的问题
市场上有种类繁多的WiFi网络产品和技术方案，这些WiFi产品在性能上是有差异的。企业的IT人员在为物联网选择WiFi产品和设计网络方案时，技术上需要着重考虑下面的几个因素：
1、易扩展性：企业物联网的应用会带来大量新的设备连接到WiFi网络上，选择支持IPv6的WiFi产品具有充足的IP地址资源，可以为每一个接入的智能设备分配一个地址，支持海量设备的接入。对于物理环境分散、IT人员有限的情况，选择基于云管理平台的无线网络架构是最佳的实现易扩展性的架构，并能有效提升在本地的通信传输性能。
2、安全性：对于企业物联网应用选择带有强加密的(WPA2)的WiFi网络产品;由于对物联网的网络攻击来自于空中，需要选择无线网络安全产品对无线信号的空间进行定期扫描，发现网络安全漏洞;也可选择全自动的无线入侵防御设备，全天候扫描和保障无线空间的安全。
3、通信范围和传输速率：许多企业IT开始规划将无线网络升级至802.11ac标准，802.11ac标准的WiFi工作在5GHz频段，传输带宽可达1Gbps，有足够大的容量支持物联网的应用。企业在规划802.11ac标准WiFi升级时，需同时兼顾将来企业对低功耗、低频段、长距离WiFi产品的支持。
五、结语
今天，物联网在企业中的应用开始起步，基于不同无线通信技术的产品，包括WiFi、蓝牙、ZigBee、GPRS等，都有在企业中开始小规模的应用。这些不同的无线通信技术各有特点，在各自特定的应用场景下有着成功的示范。由于WiFi无线技术在企业IT网络中的普遍应用、功能强大、可以提供最大的数据传输带宽和速率、最好的安全保障，WiFi网络可以作为一个统一的平台供各种设备、用户进行接入和信息交换。
WiFi标准在企业物联网应用中，考虑到物联网需要大量设备接入的特殊性，结合IPv6、云管理平台、无线入侵防御等技术，将使得WiFi技术成为在企业物联网领域最具发展前途的无线通信技术标准。
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