1、短距離無線通信技術短距離無線通信技術1.1短距離無線通信以信號有效接發(fā)/傳輸距離為標志區(qū)分各種無 線技術，由于技術不斷融合和發(fā)展，具體技術的 應用范圍也會動態(tài)變化。WWANWMA卜1 WLANWPAN無線無線廣無線無線無線個域網基站域網城域局域（信網網源）發(fā)送/接收電晞信號覆蓋半徑由近及遠*J蜂窩通WiMaxWIFIBluetootRFI7/訊技術WibroWAPIhDi12G/3G/4（韓802.1UWBNFC1G國）1ZigbeeIrDGPRS802.1AKAIrEDGE6LTE中、長距離無線通信，衛(wèi)星通信和長 短距離無線通信，NFC則被視為非接觸超短距離無波、短波則能實現(xiàn)超長距離無線通信

2、線通信短距離無線通信技術對比WIFIIrDAZigbe eBluetoot hUWBNFCRFID通信 模 式點對點網狀單點對多點點對點通 信 距 離0100m01m10m75m010m010m020cm050m傳 輸 速 度54Mbps1Mbps10K250Kbps1Mbps53.3480M424Kbps安全性低低中高高極高高頻段2.4GHz2.4GHz868MHZ歐 洲915MHz美國2.4GHz3.110.6G13.56MH z多頻段國 際 標 準802.11b802.11g無802.15.4802.15.1x無ECMA340ECMA352成本高低極低低高低低1.1.1 WLANWIFI

3、是WLAN勺主流技術標準，應用中常把 WIFI 與WLAf等價，其實這并不嚴謹，例如，中國對 WLANS制執(zhí)行自有知識產權的 WAP標準。WLANS用的標準協(xié)議是802.11，這是一個龐大的協(xié)議家族。802.11 是 WLAN原始標準，WIFI 應用 802.11b 標準，可向11g、11n升級。有興趣的可以比較 執(zhí)行不同標準WIFI設備的兼容問題。802.11 n和802.11ac是未來最有應用潛力的 協(xié)議標準。802.11，1997年，原始標準（2Mbit/s，播在 2.4GHz）。802.11a，1999 年，物理層補充（54Mbit/s， 播在5GHZ。802.11b，1999 年，物

4、理層補充（11Mbit/s 播 在 2.4GHz）。WIFI 標準802.11g，2003 年，物理層補充（54Mbit/s， 播在 2.4GHz）。802.11i，2004年，無線網絡的安全方面的補 充。802.11n，更高傳輸速率的改善，基礎速率提升到72.2Mbit/s，可以使用雙倍帶寬 40MHz此 時速率提升到150Mbit/s。802.11k，該協(xié)議規(guī)范規(guī)定了無線局域網絡頻譜 測量規(guī)范。該規(guī)范的制訂體現(xiàn)了無線局域網絡對頻譜資源智能化使用的需求。802.11p ,這個通信協(xié)定主要用在車用電子的無 線通信上。802.11ac，802.11n的潛在繼承者，更高傳輸速 率的改善，當使用多基

5、站時將無線速率提高到 至少IGbps,將單信道速率提高到至少500Mbps1.1.2 Zigbee仿生學思想Zigbee 一詞源自蜜蜂群在發(fā)現(xiàn)花粉位置時， 通過跳ZigZag形舞蹈和扇動翅膀來告知同伴， 達到交換信息的目的。借此稱呼一種專注于低功 耗、低成本、低復雜度、低速率的近程無線網絡 通信技術。Zigbee實現(xiàn)在數(shù)百上千個微小的網絡節(jié)點（Zigbee網絡模塊）之間互相協(xié)調通信，以接 力的方式通過無線電波從一個節(jié)點傳到另一個 節(jié)點，最后接入計算設備或由其它熱點如 WiMax WIFI等中繼。Zigbee Vs Bluetooth Vs RFID用途：Zigbee和藍牙更多用于數(shù)據(jù)傳輸，RF

6、ID更多用于標識組網：Zigbee組網自由限制小最多可組成 65000個節(jié)點的大網，藍牙最多與相鄰 8個設備 組網速率：Zigbee是低速，藍牙是高速（技術在 不斷融合和發(fā)展，低速率是相對的）功耗：Zigbee低功耗，兩節(jié)干電池常能支持 模塊應用半年之久，藍牙高耗能激活：Zigbee的響應速度較快，從睡眠轉入 工作狀態(tài)只需 15ms,節(jié)點連接進入網絡只需 30ms進一步節(jié)省了電能。藍牙需要310s、WiFi 需要 3s。Zigbee應用Zigbee廣泛用來構建自組網、無線傳感網，當 前超火的技術。傳感網設備通常由網絡模塊+傳感模塊+電池構 成，網絡模塊具有自動識別和配置、動態(tài)拓撲 和路由，傳感

7、模塊負責采集環(huán)境信息。Zigbee聯(lián)盟預言未來每個家庭將擁有50150個Zigbee器件，應用領域包括：家庭和樓宇網 絡的空調系統(tǒng)的溫度控制、照明的自動控制、窗簾的自動控制、煤氣計量控制、家用電器的 遠程控制等。案例智能交通道路安全報警：高速路上的車輛速度都非常快, 一旦前方道路發(fā)生意外（車輛拋錨、碰撞；道 路塌陷等），前方的車輛（或故障車輛自動）發(fā) 出道路安全報警信息，及時通知后面的車輛， 以避免造成（更大的）事故。交通擁塞信息通知和實時路況感知：在城市道 路路況實時采集的基礎上，通過路口網絡設施 將信息及時傳遞給車輛，并且在車輛之間分發(fā) 共享。協(xié)作式的車輛碰撞避免：每個車輛感知周圍的 車輛

8、的位置、速度、是否踩剎車等信息，通過 智能裝置分析，及時感知危險狀況并提醒駕駛 員，從而避免駕駛員判斷不足造成的車禍。這 在駕駛員視線受限的情況下非常有用。無信號燈路口的車輛防碰撞系統(tǒng)：無信號燈的 路口由于車流量小，司機經常因為麻痹大意而 造成車禍。可以在路口設置車輛傳感器和智能防碰撞檢測器，在兩個交叉方向出現(xiàn)車輛時， 通過特殊信號及時提醒司機避險。自適應巡航控制：高級轎車的自適應巡航控制 依賴于自組網的支持；而自適應巡航控制又為 “巡航車隊”（多個速度一致的車排成一個隊 伍，車與車之間距離比較短，可以提高高速道 路的吞吐率）的運行提供了可能。信息服務：包括道路信息服務、天氣信息服務、 加油站

9、位置價格信息、餐館位置信息、In ter net 及交互式信息服務等。其它如一些傳統(tǒng)的服務 方式，比如交通誘導或停車誘導，采用自組網 作為補充，對駕駛員會更加方便。無線抄表用帶自組網模塊的智能電表替代傳統(tǒng)電表，居 民樓中的智能電表構成自組網，自動將電表計 數(shù)傳至小區(qū)物業(yè)管理平臺，取代傳統(tǒng)人工閱讀 抄表記錄的消耗。森林防火冬季干燥容易燃燒森林大火，如何在廣袤的林 區(qū)第一時間捕獲燃火信息對撲救至關重要。通 過飛播大量傳感網模塊，實時動態(tài)采集林區(qū)濕度、溫度、風力、火焰等并由各個結點自組織 建網將信息傳回中繼站點或控制中心。戰(zhàn)場物化采集向難以獲得情報的戰(zhàn)地空投大量傳感網模塊， 采集戰(zhàn)場物理（聲音、震動

10、、地形等）、化學（爆 炸物殘留 氣體、化學武器）信息，供作戰(zhàn)分析 和決策。未來戰(zhàn)爭會更多將傳感網獲取的戰(zhàn)場 信息與單兵作戰(zhàn)平臺集成，成為戰(zhàn)場數(shù)據(jù)鏈的 重要組成部分。無線監(jiān)控電影機械師中杰森斯坦森監(jiān)視對象總是 隨手在隱蔽處粘一個攝像頭，這個小東西肯定 包含一個自組網模塊， 杰森找個僻靜角落監(jiān)控 就好了。1.1.3 WMANWiMax是無線城域網WMA的典型應用技術，從 其傳輸速率上看也屬于4G無線通信技術。作為 線纜和xDSL的無線擴展技術，是為解決寬帶接 入"最后一公里“的問題而設計的。通常也將 WiMAX爾為無線DSL其在“最后一公里”接入市場的主要競爭對手是XDSL WiMax理

11、想的市 場定位應該是高速數(shù)據(jù)在固定、便攜和低速移 動中的應用。從其技術特性分析， WiMax是更適合固網運營 商建設城域網的無線接入選擇，如某些偏僻的 鄉(xiāng)村要接入通信干網時，固網運營商在線路鋪 設上有較高成本，而移動運營商則要負擔較高 基站建設成本，回報卻是相對較少的用戶需求， 選擇成本適中的WiMax技術過度無疑更具競爭 力。1.1.4 RFIDRFID組成和特點標簽（Tag）:由耦合元件及芯片組成，每個標 簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標 對象。Tag之間是不能通信的，NFC芯片之間可 以通信。閱讀器（Reader）:讀取（也可寫入）標簽信 息的設備，可設計為手持或固定讀寫器。R

12、FID系統(tǒng)最重要的優(yōu)點是非接觸識別，它能 穿透雪、霧、冰、涂料、塵垢等條形碼無法使用 的惡劣環(huán)境閱讀標簽，并且閱讀速度極快，大多數(shù)情況下不到100毫秒 案例： 射頻識別應用很火，電子通行證（比如公園或 足球賽套票），一卡通、門禁系統(tǒng)、行李包裹分 揀、物流管理（和二維碼有重疊有區(qū)別），養(yǎng)殖 業(yè)動物歷史信息，病人檔案。在倉儲運輸管理方面采用 RFID技術，只需要在 貨物的外包裝上的安裝電子標簽，在運輸檢查 站或中轉設置閱讀器，就可以實現(xiàn)資產的可視 化管理。在運輸過程中，閱讀器將電子標簽的 信息通過衛(wèi)星或電話線傳輸?shù)竭\輸部門的數(shù)據(jù) 庫，電子標簽每通過一個檢查站，數(shù)據(jù)庫的數(shù) 據(jù)就得到更新，當電子標簽到

13、達終點時，數(shù)據(jù) 庫關閉。與此同時，貨主可以根據(jù)權限，訪問 在途可視化網頁，了解貨物的具體位置，這對 提高物流企業(yè)的服務水平有著重要意義。RFID有助于解決零售業(yè)兩個最大的難題：商品 斷貨（因為盤庫的耗時）和損耗（因盜竊和供 應鏈被攪亂而損失的產品），而現(xiàn)在單是盜竊一一 項，沃爾瑪一年的損失就差不多有 20億美元， 如果一家合法企業(yè)的營業(yè)額能達到這個數(shù)字，就可以在美國1000家最大企業(yè)的排行榜中名 列700位左右。注：Tag成本制約RFID在零售 和物流業(yè)應用的細度，標簽打在一管牙膏上和 打在一件牙膏上的成本差異。鐵路車輛調度，車皮車號自動識別，傳統(tǒng)的人 工識別和刷漆視頻圖像識別有各種缺陷，通過

14、 RFID識別實現(xiàn)了統(tǒng)計的實時化、自動化，提高 作業(yè)效率和資源利用率，降低管理成本。1.1.5近場通訊NFCNFC Vs RFID Vs 藍牙NFC芯片具有相互通信功能，并具有計算能力， 還可含有加密邏輯電路或加密/解密模塊。NFCB常用于私密領域的超短距離非接觸式通 信。RFID通常僅用于標識。NFC專輸速度不如藍牙，不能滿足需要較高帶 寬的應用需求。應用案例：近來智能手機廣泛應用NFC作為電子支付、手 機錢包技術。如，利用預置 NFC芯片的智能手 機可以實現(xiàn)購買景區(qū)門票的電子支付，支付的同時亦可下載景區(qū)的導游圖、景點海報等信息。 內置NFC芯片的諾基亞6131i預下載了一項可 以在市政交通

15、系統(tǒng)使用的交通卡，使用該手機, 用戶只需開設一個預付費賬戶就可以購買車票 和在某些商場購物。由于NFC技術的安全等級極高，在安全要求高 的場所和私密領域，通過NFC技術制作門禁卡、 智能鑰匙。1.1.6二維條碼本質上是一種信息編碼和表示技術，必須以米 集設備主動采集和識別二維條碼所含的信息。應用覆蓋一維條碼的應用領域，倉儲運輸、快 遞、批發(fā)零售。由于二維條碼信息量更大，也 被用來作為身份識別（車票、身份證）。支付寶有個基于二維條碼的轉賬和紅包派發(fā)應 用，可以由用戶制作二維條碼將賬戶和轉賬金 額等信息封裝在二維碼中，通過短信、郵件收 到二維條碼的其他用戶讀取條碼信息后即可實 現(xiàn)資金轉賬。1.1.

16、7紅外通信小型移動設備短距低速數(shù)據(jù)交換，手機、PDA 遙控器，由于紅外的直射特性，連接受工作距 離、工作角度（視角）等限制。藍牙通信無角度限制，通信距離也較紅外更遠， 但藍牙技術應用成本較高。1.1.8無繩電話俗稱子母機，母機相當于子機的接入網關，子 機可移動使用，受限于信號強度，只能在距母 機有限的范圍內使用。回憶小靈通的工作方式，小靈通是接入到基站 再并入固網。1.1.9 無線個域網 WPAN藍牙近距離、低成本，設計用來連接不同設備，實 現(xiàn)有線連接無線化。如手機免提，游戲手柄， 鼠標鍵盤耳機等。辦公室因各種電線電纜糾纏不清而非常混亂。從為設備供電的電線到連接計算機至鍵盤、打 印機、鼠標和手

17、機的電纜，無不造成了一個雜 亂無序的工作環(huán)境。在某些情況下，這會增加 辦公室危險，如員工可能會被電線絆倒或被電 纜纏繞。現(xiàn)在，藍牙無線技術，辦公室里再也 看不到凌亂的電線，整個辦公室也像一臺機器 一樣有條不紊地高效運作。啟用藍牙的設備能夠創(chuàng)建自己的即時網絡，用 戶之間能夠共享演示稿或其它文件，不受兼容 性或電子郵件訪問的限制藍牙技術在日常生活中應用最廣的就是在支持 藍牙的手機通話設備上，如手機藍牙耳機，車 載免提藍牙，藍牙使駕駛更安全，很多車主都 感到開車時接聽電話不方便：一只手扶著方向 盤，另一只手舉著電話接聽，不但妨礙換擋、 影響安全，兩只眼睛盯著前車還得四下踅摸警 察，12分實在不禁罰；車載免提系統(tǒng)接聽電話 比較方便，將雙手空出來，讓手做它該做的事。超寬帶UWB曾被認為是WPA未來的主流技術，