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近距離無(wú)線通信技術(shù)
| 發(fā)表于:2019-07-16 瀏覽1453次 |
無(wú)線通信是利用電磁波信號(hào)在自由空間中傳播的特性進(jìn)行信息交換的一種通信方式。常見(jiàn)的無(wú)線通信(數(shù)據(jù))傳輸方式及技術(shù)分為兩種：“近距離無(wú)線通信技術(shù)”和“遠(yuǎn)距離無(wú)線傳輸技術(shù)”。
在這里先介紹近距離無(wú)線通信技術(shù)。
短(近)距離無(wú)線通信技術(shù)是指通信雙方通過(guò)無(wú)線電波傳輸數(shù)據(jù)，并且傳輸距離在較近的范圍內(nèi)，其應(yīng)用范圍非常廣泛。近年來(lái)，應(yīng)用較為廣泛及具有較好發(fā)展前景的短距離無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)有：Zig-Bee、藍(lán)牙(Bluetooth)、無(wú)線寬帶(Wi-Fi)、超寬帶(UWB)和近場(chǎng)通信(NFC)。
(1)、Zig-Bee
Zig-Bee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)而建立的一種短距離、低功耗的無(wú)線通信技術(shù)。Zig-Bee來(lái)源于蜜蜂群的通信方式，由于蜜蜂(Bee)是靠飛翔和‘嗡嗡’(Zig)地抖動(dòng)翅膀的來(lái)與同伴確定食物源的方向、位置和距離等信息，從而構(gòu)成了蜂群的通信網(wǎng)絡(luò)。其特點(diǎn)是距離近，其通常傳輸距離是10-100m;低功耗，在低耗電待機(jī)模式下，2節(jié)5號(hào)干電池可支持1個(gè)終端工作6-24個(gè)月，甚至更長(zhǎng);其成本，Zig-Bee免協(xié)議費(fèi)，芯片價(jià)格便宜;低速率，通Zig-Bee常工作在20-250kbps的較低速率;短時(shí)延，Zig-Bee的響應(yīng)速度較快等。主要適用于家庭和樓宇控制、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化控制、農(nóng)業(yè)信息收集與控制、公共場(chǎng)所信息檢測(cè)與控制、智能型標(biāo)簽等領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。
(2)、藍(lán)牙(Bluetooth)
能夠在10米的半徑范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的無(wú)線數(shù)據(jù)和聲音傳輸，其數(shù)據(jù)傳輸帶寬可達(dá)1Mbps通訊介質(zhì)為頻率在2.402GHz到2.480GHz之間的電磁波。藍(lán)牙技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于局域網(wǎng)絡(luò)中各類(lèi)數(shù)據(jù)及語(yǔ)音設(shè)備，如PC、撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)、筆記本電腦、打印機(jī)、傳真機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)電話和高品質(zhì)耳機(jī)等，實(shí)現(xiàn)各類(lèi)設(shè)備之間隨時(shí)隨地進(jìn)行通信。
藍(lán)牙技術(shù)被廣泛應(yīng)用于無(wú)線辦公環(huán)境、汽車(chē)工業(yè)、信息家電、醫(yī)療設(shè)備以及學(xué)校教育和工廠自動(dòng)控制等領(lǐng)域，藍(lán)牙目前存在的主要問(wèn)題是芯片大小和價(jià)格較高;抗干擾能力較弱。
(3)、無(wú)線寬帶(Wi-Fi)
它是一種基于802.11協(xié)議的無(wú)線局域網(wǎng)接入技術(shù)。(Wi-Fi)技術(shù)突出的優(yōu)勢(shì)在于它有較廣的局域網(wǎng)覆蓋范圍，其覆蓋半徑可達(dá)100米左右，相比于藍(lán)牙技術(shù)，(Wi-Fi)覆蓋范圍較廣;傳輸速度非常快，其傳輸速度可以達(dá)到11mbps(802.11b)或者54mbps(802.11.a)，適合高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù);無(wú)須布線，可以不受布線條件的限制，非常適合移動(dòng)辦公用戶(hù)的需要。在一些人員密集的地方，比如火車(chē)站、汽車(chē)站、商場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)、圖書(shū)館、校園等地方設(shè)置‘熱點(diǎn)’，可以通過(guò)高速線路將因特網(wǎng)接入上述場(chǎng)所。用戶(hù)只需要將支持無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的終端設(shè)備該區(qū)域內(nèi)，即可高速接入因特網(wǎng);健康安全，具有WiFi功能的產(chǎn)品發(fā)射功率不超過(guò)100毫瓦，實(shí)際發(fā)射功率約60-70毫瓦，與手機(jī)、手持式對(duì)講機(jī)等通訊設(shè)備相比，WiFi產(chǎn)品的輻射更小。
(4)、超寬帶(UWB)
UWB是一種無(wú)載波通信技術(shù)，利用納秒至微微秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，其傳輸距離通常在10M以?xún)?nèi)，使用1GHz以上帶寬，通信速度可以達(dá)到幾百兆bit/s以上，UWB的工作頻段范圍從3.1GHz到10.6GHz，最小工作頻寬為500MHz。
主要特點(diǎn)是：傳輸速率高;發(fā)射功率低，功耗小;保密性強(qiáng);UWB通信采用調(diào)時(shí)序列，能夠抗多徑衰落;UWB所需要的射頻和微波器件很少，可以減小系統(tǒng)的復(fù)雜性。由于系UWB統(tǒng)占用的帶寬很高，UWB系統(tǒng)可能會(huì)干擾現(xiàn)有其他無(wú)線通信系統(tǒng)。UWB主要應(yīng)用在高分辨率"較小范圍"能夠穿透墻壁"地面等障礙物的雷達(dá)和圖像系統(tǒng)中。
這種裝置可以用來(lái)檢查樓房、橋梁、道路等工程的混凝土和瀝青結(jié)構(gòu)中的缺陷，以及定位地下電纜及其它管線的故障位置，也可用于疾病診斷。另外，在救援、治安防范、消防及醫(yī)療、醫(yī)學(xué)圖像處理等領(lǐng)域都大有用途。
(5)、NFC
NFC是一種新的近距離無(wú)線通信技術(shù)，其工作頻率為13.56MHz，由13.56MHz的射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)發(fā)展而來(lái)，它與目前廣為流行的非接觸智能卡ISO14443所采用的頻率相同，這就為所有的消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品提供了一種方便的通訊方式。NFC采用幅移鍵控(ASK)調(diào)制方式，其數(shù)據(jù)傳輸速率一般為106kbit/s和424kbit/s三種。NFC的主要優(yōu)勢(shì)是：距離近、帶寬高、能耗低，與非接觸智能卡技術(shù)兼容，其在門(mén)禁、公交、手機(jī)支付等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用價(jià)值。
NFC的應(yīng)用情境基本可以分為以下五類(lèi)：
A．接觸-通過(guò)，主要應(yīng)用在會(huì)議入場(chǎng)、交通關(guān)卡、門(mén)禁控制和賽事門(mén)票等方面;
B．接觸-確認(rèn)/支付，主要應(yīng)用在手機(jī)錢(qián)包、移動(dòng)和公交付費(fèi)等方面;
C．接觸-連接，這種應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)2個(gè)具有NFC功能的設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸;
D．接觸-瀏覽，用戶(hù)可以通過(guò)NFC手機(jī)了解和使用系統(tǒng)所能提供的功能和服務(wù);
E．下載-接觸，通過(guò)具有NFC功能的終端設(shè)備，使用GPRS/CDMA網(wǎng)絡(luò)接收或下載相關(guān)信息，用于門(mén)禁或支付等功能。