短距離無線通信技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展

劉巖

摘要

短距離無線通信技術(shù)因其建造成本低、對抗環(huán)境變化能力強，再加上其相較于傳統(tǒng)有線通信更加地便捷、靈活、擴展性強等優(yōu)點，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)進步。本文就針對目前各種短距離無線通信技術(shù)的特點進行分析，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 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，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，且具有不錯發(fā)展前景的短距離無線通信標準有：藍牙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)濟性上的擴展，但各自都有著不同的特點、應(yīng)用層面和發(fā)展前景。下面，就對每一種短距離無線通信技術(shù)的優(yōu)缺點和實際應(yīng)用現(xiàn)狀進行集中的分析與探討。

1 藍牙

藍牙是使用通訊介質(zhì)為頻率在2.402GHz到2.480GHz之間的電磁波，傳輸半徑為10米，可以實現(xiàn)點對點或一點對多點的無線數(shù)據(jù)傳輸和聲音傳輸，并能夠達到固定設(shè)備、移動設(shè)備和樓宇個人域網(wǎng)之間的短距離數(shù)據(jù)交換的一種無線技術(shù)標準。

1.1 藍牙技術(shù)的特點

藍牙技術(shù)具有以下幾個優(yōu)點：

（1）能夠?qū)崿F(xiàn)語音與數(shù)據(jù)的同步傳輸;

（2）當(dāng)采用對稱信道傳輸數(shù)據(jù)時，傳輸速度比較快;

（3）組網(wǎng)簡單方便，可以建立一點對多點的臨時性對等連接;

（4）體積模塊小，便于集成。

藍牙技術(shù)存在的缺點：

（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個節(jié)點;

（4）藍牙技術(shù)的芯片價格高，植入成本局。

1.2 藍牙技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前對于藍牙技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在這幾個方面：手機、筆記本電腦、智能家居中嵌入微波爐、洗衣機、電冰箱、空調(diào)機等傳統(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牙芯片的價格降低以減少其建造成本使其應(yīng)用達到一定的規(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。

2 IrDA

IrDA是一種利用850nm的紅外線進行點對點通信的技術(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。

2.1 IrDA特點

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;但由于其是一種視距傳輸，如果通訊設(shè)備之間要實現(xiàn)有效傳輸，二者必須保持一定的距離并對準，中間不能被其它物體阻隔，因而該技術(shù)只能用于2臺（非多臺）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。

2.2 IrDA的應(yīng)用現(xiàn)狀

主要集中在PDA、手機、打印機等小型移動設(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。

3 Wi-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2.4G UHF或5G SHFISM射頻頻段，采用直接序列擴頻技術(shù)，通信范圍可達100m，數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達11Mb/s。

3.1 Wi-Fi的特點

Wi-Fi因其覆蓋范圍較廣，傳輸?shù)挠行Ь嚯x較長;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，目前是使用最為廣泛的短距離移動通信技術(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，也限制了Wi-Fi技術(shù)在工業(yè)上的廣泛使用。

3.2 Wi-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、機場、圖書館、校園、酒店等公共密集場所，適合高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)和移動數(shù)字辦公。

4 Zig-Bee

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

4.1 Zig-Bee的特點

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、支持多種網(wǎng)絡(luò)拓撲等優(yōu)點。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。

4.2 Zig-Bee的應(yīng)用現(xiàn)狀及前景

主要應(yīng)用在自動控制，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、工控等領(lǐng)域也有巨大的發(fā)展前景。

5 NFC

近場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RFB）射頻識別的衍生而來，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)點對點的短距離有效數(shù)據(jù)傳輸。

5.1 NFC特點

NFC的主要優(yōu)勢是：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采取了獨特的信號衰減技術(shù)，NFC有效距離只有10cm，其傳輸?shù)乃俣纫脖容^低。

5.2 NFC的應(yīng)用現(xiàn)狀及前景

NFC也可以簡化藍牙連接，實現(xiàn)設(shè)備之間的有效連;其在門禁、公交、移動支付、移動商務(wù)上有也著廣泛的應(yīng)用價值。

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，不斷完善和優(yōu)化相關(guān)技術(shù)，實現(xiàn)與其他技術(shù)的差異化，以拓展功能性和經(jīng)濟性，滿足不同應(yīng)用層面人們對于短距離無線通信技術(shù)的有效需求。

參考文獻

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