基于无线技术的物联网电磁兼容与抗干扰之我见

李春秀

摘要：当前，正处在现代信息网络化时代，物联网在我们的生产、生活以及科技发展中都得到为非常大的应用，甚至成为了必不可少的组成部分。但就目前来说，在无线物联网运用的过程中还存在着许多问题，而目前较为主要也是比较紧迫的问题就是如何更好地实现电磁兼容与抗干扰。论文首先分析了电磁兼容与抗干扰研究的必要性，再对无线物联造成干扰的因素及特征进行深入地剖析，进而提出了电磁兼容及抗干扰研究方法分析。

关键词：无线技术;物联网;电磁波;电磁兼容;抗干扰

中图分类号：TN973 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）11-0220-02

0 引言

随着时代的发展和科技水平的不断提升，无线物联网技术的应用给人们的生产、生活非常大的便利。但就目前来说，对于无线物联网技术的研究和开发还不足，在实际的信息传播过程中还会受到其他电磁波的干扰而使传输时间和效率都有的降低。因此，对于无线物联网电磁兼容与抗干扰的研究就显得十分重要。

1 浅析电磁兼容与抗干扰的必要性

1.1 有效避免不同系统间出现干扰

正常情况下，无线设备在进行工作的过程中都会释放出许多载着信息的电磁波，从而将所载着的信息传输到其他的无线设备并以此来完成相关工作指令。正因如此，就导致了在我们生活的空间当中隐藏着许许多多由不同的无线设备系统而释放出来的电磁波，这样一样就难免会出现各电磁波系统间发生干扰或影响的情况，有的可能会使得传输信息的过程中出现中断的现象，从而极大地影响了信息传播的速度和效率。如，当手机在电脑或者电视旁边，突然有电话进行来时，电脑或者电视有时会发出咝啦咝啦的声音，这主要是因为手机的电磁波使电脑或电视的电磁波信息传输受到了干扰。又如，飞机在天空飞行的时候，其飞行的定位功能会受到雷达电磁波的干扰，在这个时候如果电磁兼容或具有一定的抗干扰能力就可以较好地避免这类问题的出现，达到消除或降低干扰的目的，有效地提升了信息传播的速度以及效率，在国防方面也起到一定的促进作用。

1.2 有效避免同一系统间的干扰

有些大型的设备和系统在运行的过程中，对其他设备产生电磁波影响的同时还会对其自身的其他机器造成一定的干扰。如，当我们在启动汽车的过程中，汽车自身会产生一定的电磁波，这种电磁波会对内置收音机设备的功能造成干扰。当然，在我们的生活中这种例子无处不在，一般情况下都不会引起我们的注意。但如果是在一些大型的实验又或是比较重大的一些活动中，如果受到电磁波的干扰那么影响就非常大。因此，对于无线物联网中的电磁兼容与抗干扰能力方面的研究还是十分必要的。

2 浅析对无线物联造成干扰的因素及特征

物联网需要运用多种不同的通信手段来完成，且自身的复杂程度非常大。就无线技术的研究来说，对物联网开发及应用的意义非常大。就我国来说，物联网的研究及应用在业内已经成为大家十分关注的焦点。但目前用到的无线技术就只有Wi-Fi，RFID，蓝牙以及无线传感网等，相信在未来越来越多的物联网应用中，将会越来越多的电磁兼容与抗干扰的问题出现。在无线环境中，干扰及噪声可以分为周期性和非周期性两种。如电台干扰属于周期性干扰，脉冲及平滑干扰属于非周期性干扰。而按噪声和干扰的来源帽有接收机内部、天电、宇宙、人为等噪声以及无线电干扰。通常来说，我们把天电、宇宙以及人为噪声统称之外部噪声，则把无线电干扰称之为干扰。在物联网中像蓝牙、Wi-Fi等除了会遇到自己同频的电磁干扰，还会受到广播、雷达、电视以及无线通信等系统的干扰。总的来讲，使无线物联受到干扰的的因素非常多，如，财信道、邻道、多径、工业以及自然等各种因素的干扰。

3 电磁兼容及抗干扰研究方法分析

在当今无线物联网的大环境中，想通过屏蔽电磁干扰几乎是不可能实现的，屏蔽只会使其他的相关设备的使用受到影响。因此，只有努力寻求更适合的方法来避免受到电磁波的干扰，才能够切实解决问题。可以通过以下以种方法来提高无线物联网中电磁兼容及抗干扰能力。

3.1 关于钻空法

无线物联网主要是在空间内利用电磁波来完成信息的传播的。然而还可以将电磁波的频率按一定的范围来分成不同的频率段，以同一个频率段的电磁波来传播信息的通道称之为信道。钻空法主要是有选择地在一些较为空闲的、甚至没有电磁波的信道在进行信息的传播，这样可以有效地避免与高频信道一起而引发冲突，进而使无线物联网达到电磁兼容和抗干扰的作用。

3.2 关于动态法

在电磁波传播的过程中关没有实行统一的规定必须走哪个信道，往往是以一种较为随机的选择方式来启用畅通的信道而进行来断地变换的，从而可以快速高效地避免受到其它信道的干扰。这种方法就需要随时评估电磁波的信道，在同一时间段中选择传播效率最高的信道来进行传播。

3.3 关于比较法

这种比较法主要是需在在进行无线通信的过程中对于各电磁波的强度进行科学、有效地评估，从而选择对自身干扰或影响最小的信道来进行信息的传播。换句话说就是要确保自身的电磁波的强度必须要比其他干扰电磁波的强度要大，只有这样才自身才不会受到其他电磁波的干扰。

4 基于无线技术的物联网电磁抗干扰技术和体制

从有关研究来看，物联网电磁抗干擾成效如何主要是受到通信干扰技术体制、设施性能与用途、频率以及传输效率这几个因素地影响。目前通信中针对电磁的抗干扰工作一般由时间、空间、频率以及功率这四个域入手。通常这四个域都可以单独用来开展抗干扰工作，但为了追求更好的成效很多时候我们都会将它们综合使用。目前在电磁抗干扰上常用技术有两种，扩谱与非扩谱通信抗干扰技术。

另外，为了实现最佳的物联网电磁抗干扰成效，我们在选取技术中还要充分结合通信系统体制情况。针对无线技术不同通信体制下电磁兼容情况目前不少科研人员开展了研究，同时也给出了一定的技术方案。比如以IEEE 802.15.4标准来说，为了确保ZigBee能够共存在2.4GHz与别的无线技术标准我们可以采取以下机制来实现：第一，选择信道算法技术。IEEE 802.15.4与802.11b两种信道算法比较来看，前者虽然信道数量多一个过后者，但其频带间距却差于它，并且能量也小。对此，把后者的信道用于前者网络的工作信道的话能够极大程度地减少系统间干扰;第二，空闲信道评估技术。结合实践来看，IEEE 802.15.4的空闲信道评估能力主要是由其物理层的碰撞避免机制所提供，这使其可以在别的设备占用信道情况下无需考虑通信协议而直接传输退出;第三，动态信道选择技术。在ZigBee PAN（个人区域网）上协调器现实对全部信道进行扫描，之后通过分析对比选择一个最佳PAN加入进去，并非采取构建新PAN的做法。如此一来能够在降低同频段PAN数量情况下有效地减小干扰。

5 結语

总的来说，想要实现无线物联网电磁兼容与抗干扰就好像是在大自然中的生存规律一个道理，一是胜者才是王道，二是在不影响到其他设备通信的前提下，实现自身信息传播的最快速、最高效的寻求相对平衡的方法。随着时代在不断发展和进步，相信电磁兼容和抗干扰方面的研究对未来的生产、生活以及科技进步等方面都会有非常大的帮助。社会在发展，科技在进步，随着对电磁兼容与抗干扰更深入的研究和探索，终会在研究和探索的过程中有更大的突破，使无线物联网技术也得到一定的提升。

参考文献

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My opinion on Electromagnetic Compatibility and anti-Interference of Internet of Things Based on Wireless Technology

LI Chun-xiu

（Huizhou Technical College， Huizhou Guangdong  516003）

Abstract：At present， in the era of modern information networking， the Internet of Things has become a very large application in our production， life and technological development， and even become an indispensable component. However， at present， there are still many problems in the process of using the wireless Internet of Things. At present， the more important problem is how to better achieve electromagnetic compatibility and anti-interference. Firstly， the paper analyzes the necessity of electromagnetic compatibility and anti-interference research， and then deeply analyzes the factors and characteristics of wireless interference caused by interference， and then proposes electromagnetic compatibility and anti-interference research methods.

Key words：wireless technology; Internet of Things; electromagnetic wave; electromagnetic compatibility; anti-interference