短距離無線通信技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展

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摘要:短距離無線通信技術(shù)因其建造成本低、對(duì)抗環(huán)境變化能力強(qiáng)，再加上其相較于傳統(tǒng)有線通信更加地便捷、靈活、擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，各種無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)獲得了巨大的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步。本文就針對(duì)目前各種短距離無線通信技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行分析，探討不同短距離無線通信技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞:短距離無線通信技術(shù);特點(diǎn);應(yīng)用;前景

一般意義上，只要通信收發(fā)雙方通過無線電波傳輸信息，無線發(fā)射功率在μW到100mW量級(jí)，通信距離在幾厘米到幾百米的范圍內(nèi)，就可以稱為短距離無線通信。近年被人們廣泛使用，且具有不錯(cuò)發(fā)展前景的短距離無線通信標(biāo)準(zhǔn)有：藍(lán)牙（Bluetooth）、無線寬帶（Wi-Fi）、紅外數(shù)據(jù)傳輸（IrDA）、Zig-Bee、超寬帶（UWB）和近場(chǎng)通信(NFC）等。每一種短距離無線通信技術(shù)都著眼于速度、距離、靈敏度、功能性和經(jīng)濟(jì)性上的擴(kuò)展，但各自都有著不同的特點(diǎn)、應(yīng)用層面和發(fā)展前景。下面，就對(duì)每一種短距離無線通信技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)和實(shí)際應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行集中的分析與探討。

1藍(lán)牙

藍(lán)牙是使用通訊介質(zhì)為頻率在2.402GHz到2.480GHz之間的電磁波，傳輸半徑為10米，可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的無線數(shù)據(jù)傳輸和聲音傳輸，并能夠達(dá)到固定設(shè)備、移動(dòng)設(shè)備和樓宇個(gè)人域網(wǎng)之間的短距離數(shù)據(jù)交換的一種無線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

1.1藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn)

藍(lán)牙技術(shù)具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）能夠?qū)崿F(xiàn)語音與數(shù)據(jù)的同步傳輸；（2）當(dāng)采用對(duì)稱信道傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，傳輸速度比較快；（3）組網(wǎng)簡(jiǎn)單方便，可以建立一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的臨時(shí)性對(duì)等連接；（4）體積模塊小，便于集成。藍(lán)牙技術(shù)存在的缺點(diǎn)：（1）傳輸距離短，一般需在10m的范圍內(nèi)；（2）易受環(huán)境干擾；（3）網(wǎng)絡(luò)組建規(guī)模小，只支持8個(gè)節(jié)點(diǎn)；（4）藍(lán)牙技術(shù)的芯片價(jià)格高，植入成本高。

1.2藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前對(duì)于藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在這幾個(gè)方面：手機(jī)、筆記本電腦、智能家居中嵌入微波爐、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)等傳統(tǒng)家用電器控制與信息傳輸方面。其發(fā)展的前景就取決于能否將藍(lán)牙芯片的價(jià)格降低以減少其建造成本使其應(yīng)用達(dá)到一定的規(guī)模，從而帶來技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用的良性循環(huán)這一先決條件了。

2IrDAIrDA是一種利用

850nm的紅外線進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的技術(shù)，起初，其傳輸速率為2400bps到115200bps，傳輸范圍1m，傳輸半角度為15度到30度。但目前IrDA最快數(shù)據(jù)傳輸率已經(jīng)提升到4Mbps，甚至到16Mb/s。

2.1IrDA特點(diǎn)

IrDA具有成本低、體積小、功耗低、連接方便、方便使用、傳輸安全性較高的優(yōu)點(diǎn)；但由于其是一種視距傳輸，如果通訊設(shè)備之間要實(shí)現(xiàn)有效傳輸，二者必須保持一定的距離并對(duì)準(zhǔn)，中間不能被其它物體阻隔，因而該技術(shù)只能用于2臺(tái)（非多臺(tái)）設(shè)備之間的連接，而且傳輸速率比較低，所以，應(yīng)用范圍比較狹窄。

2.2IrDA的應(yīng)用現(xiàn)狀

主要集中在PDA、手機(jī)、打印機(jī)等小型移動(dòng)設(shè)備和辦公設(shè)備被上的應(yīng)用。而解決視距傳輸問題及提高數(shù)據(jù)傳輸率成為影響其發(fā)展前景的主要因素。

3Wi-Fi

Wi-Fi是一種基于802.11協(xié)議的無線局域網(wǎng)接入技術(shù)，通常使用2.4GUHF或5GSHFISM射頻頻段，采用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)，通信范圍可達(dá)100m，數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)11Mb/s。

3.1Wi-Fi的特點(diǎn)

Wi-Fi因其覆蓋范圍較廣，傳輸?shù)挠行Ь嚯x較長(zhǎng)；傳輸速度快；與各種802.11DSSS設(shè)備兼容；使用成本較低；無須布線等優(yōu)點(diǎn)，目前是使用最為廣泛的短距離移動(dòng)通信技術(shù)。但是由于Wi-Fi受距離和障礙物的影響較大；數(shù)據(jù)傳輸安全性差的缺點(diǎn)，也限制了Wi-Fi技術(shù)在工業(yè)上的廣泛使用。

3.2Wi-Fi的應(yīng)用現(xiàn)狀

主要應(yīng)用在SOHO、家庭無線網(wǎng)絡(luò)以及火車站、汽車站、商場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)、圖書館、校園、酒店等公共密集場(chǎng)所，適合高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)和移動(dòng)數(shù)字辦公。

4Zig-Bee

ZigBee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議，它使用2.4GHz波段，采用跳頻技術(shù)，可與254個(gè)節(jié)點(diǎn)聯(lián)網(wǎng)；它的基本速率是250kb/s，當(dāng)降低到28kb/s時(shí)，傳輸范圍可擴(kuò)大到134m，并獲得更高的可靠性。

4.1Zig-Bee的特點(diǎn)

Zig-Bee具有低功耗、低成本、自組網(wǎng)能力、數(shù)據(jù)傳輸可靠、網(wǎng)絡(luò)容量大、復(fù)雜度低，支持大量節(jié)點(diǎn)、支持多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞葍?yōu)點(diǎn)。Zig-Bee專注于低速率傳輸應(yīng)用，傳輸速率只有10kb/s～250kb/s，而且有效范圍小，覆蓋范圍只在10～75m之間，所以其多應(yīng)用在普通家庭和辦公環(huán)境之中。

4.2Zig-Bee的應(yīng)用現(xiàn)狀及前景

主要應(yīng)用在自動(dòng)控制，安全系統(tǒng)、智能家居系統(tǒng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域，并且逐漸向家庭監(jiān)控、身份識(shí)別系統(tǒng)和樓宇智能控制系統(tǒng)等領(lǐng)域拓展，另外在PC外設(shè)、醫(yī)護(hù)、工控等領(lǐng)域也有巨大的發(fā)展前景。

5NFC

近場(chǎng)通信是一種短距高頻的無線電技術(shù)，主要用于手持設(shè)備的短距離數(shù)據(jù)通信，由RFID射頻識(shí)別的衍生而來，向下兼容RFID。傳輸半徑一般為20cm，傳輸速率一般106Kbit/秒、212Kbit/秒或者424Kbit/秒三種。NFC就是把RFID讀卡器與智能卡的功能整合在一起，能夠?qū)崿F(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的短距離有效數(shù)據(jù)傳輸。

5.1NFC特點(diǎn)

NFC的主要優(yōu)勢(shì)是：安全性高，連接快，能耗低，與非接觸智能卡技術(shù)兼容。但由于NFC采取了獨(dú)特的信號(hào)衰減技術(shù)，NFC有效距離只有10cm，其傳輸?shù)乃俣纫脖容^低。5.2NFC的應(yīng)用現(xiàn)狀及前景NFC也可以簡(jiǎn)化藍(lán)牙連接，實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的有效連；其在門禁、公交、移動(dòng)支付、移動(dòng)商務(wù)上有也著廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

6結(jié)語

各種短距離無線通信技術(shù)都有著各自適用的頻段、調(diào)制方式、作用距離、應(yīng)用領(lǐng)域。如何立足于這些特點(diǎn)，不斷完善和優(yōu)化相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)與其他技術(shù)的差異化，以拓展功能性和經(jīng)濟(jì)性，滿足不同應(yīng)用層面人們對(duì)于短距離無線通信技術(shù)的有效需求。

參考文獻(xiàn)

[1]鄭達(dá)峰.短距離無線通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)及運(yùn)用[J].通信電源技術(shù),2014,31(06):70-71.

[2]張西岳.短距離無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)及其應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究:電子版,2016(14).

作者:劉巖 單位:中國(guó)通信建設(shè)集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司第四分公司