物联网无线通信协议介绍

　　WiFi很多人比较了解，又称无线宽带网，以速度更快，更容量大的通信而著称，能够使用2.4GHz和5GHz频带在50m范围之内完成传输，是一种准许电子产品传送到一个无线网络WLAN的技术。

　　WiFi利用IEEE802.11标准系列给予便于使用的较短距离无线连接和跨厂家互操作性。随着移动联通电信大规模的搭建根据WiFi技术的无线城市，其物联网应用框架已经建立。因为在现有基础设施中普遍存在，其受众度不断提升。

　　WiFi是无线网络（WLAN）的一个标准，最早的无线网络能上溯到20世纪70年代，根据ALOHA协议的UHF无线网络连接了夏威夷岛，是如今无线网络的最早版本。之后的1985年美国联邦通信委员会建立了如今普遍使用的免费WiFi频段，和微波炉频率相同。1991年NCR公司和AT&T公司发明了如今普遍使用WiFi的标准的802.11的前身，用于收银机系统，名称为WaveLAN。澳洲的天文学家JohnO’sullivan和他的同事研发了WiFi技术的重要专利，最初应用在CSIRO(公共健康科学和工业研究组织)的工程上。1997年公布了根据802.11协议的第一个版本，给予2Mbit/s速率，在1999年提升到11Mbit/s，实用价值进一步提高，接着WiFi得以高速发展。

　　WiFi定义了MAC层协议和安全性能,但没有定义设备的应用目标和通讯方式，这就意味着全部生产商都能够定义自身的应用层协议，所以很难建立统一标准，这限制WiFi在智能家居设备对设备市场的应用。

　　WiFi还设定了网络的中央连接点模型,即如果该连接点不工作,网络便会停止工作。相比于其他协议，WiFi的功耗比较高,所以虽然适用配电设备,但是它在电池供电极其重要的应用中实际效果不尽人意。

　　另外，WiFi还存在扩展性这方面的问题。例如,某种路由器的配置顶多仅适用15台设备,而智能家居预估接近100台设备。另外难题是各类数据源造成的WiFi网络竞争。

　　WiFi组网结构

　　WiFi有二种组网结构：一对多（Infrastructure模式）和点对点（Ad-hoc模式，也叫IBSS模式）。大家最常见的WiFi是一对多结构，一个AP（连接点），好几个接入设备，我们要用的无线路由是本身就是路由器+AP。WiFi还能够点对点结构，例如两个笔记本可以用WiFi可以直接相互连接不经过无线路由。

　　WiFi的安全性能

　　常见的WiFi加密有WEP，WPA，WPA2。WEP安全性能很差大部分被淘汰了。现阶段WPA2被业内认定最安全的加密算法。WPA数据加密是WEP数据加密的改良版，包含两种方式：预共享密钥（PSK）和Radius密钥。其中预共享密钥（PSK）有两种密码方式：TKIP和AES，相比TKIP，AES具备更好的安全系数。WPA2数据加密是WPA数据加密的升级版，最好优先选择WPA2-PSKAES模式。WPA/WPA2加Radius密钥是种最安全的数据加密类型，不过因为此数据加密类型必须安装Radius服务器，普通客户不容易用到。

　　WiFi技术在物联网中广泛用于能源监控、油气田监测、环境监测、气象监测、水利监测、热网监测、电表监测、机房监控、车辆引导、供水监控，带串口或485接口的PLC，RTU无线功能的扩展。

　　基于WiFi的物联网无线通信技术主要有以下优点：

　　成本低：相比较低于有线网安装、维护、故障检测和升级配线的费用

　　灵活性高：并没有电缆的制约，设备可任意搭建和调整

　　低能耗：选用低耗能设计，可用于电池供电的产品中

　　稳定性高：在有线网络中绝大部分的故障是以连接器所引起的，而无线系统则消除了这类的可能。并可以满足在艰苦工业情况所需要的持久性和稳定性。

　　安全性能：具备多种加密算法，确保传送数据私密性。

　　安装周期短：WiFi组网方式，能通过节点的自我组织和自配置功能快速搭建成有效的通信网络。