近距離無線通信數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)分析

王志軍

摘要：近距離無線通信數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，利用電磁波信號在空間中可以自由傳播的特性進(jìn)行信息交換及數(shù)據(jù)傳輸，具備著成本低廉、不受空間限制、環(huán)境變化抵抗力強(qiáng)、故障檢修簡單的顯著優(yōu)點(diǎn)，在日常生產(chǎn)及生活中應(yīng)用十分普遍。

關(guān)鍵詞：近距離：無線;通信數(shù)據(jù)傳輸：傳輸技術(shù)：分析

近距離無線通信數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)應(yīng)用范圍十分廣泛，現(xiàn)階段發(fā)展前景較好，應(yīng)用程度較高的短距離無線通信數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)有：ZigBee、藍(lán)牙（Bluetooth）、無線寬帶（WiFi）及近場通信（NFC）四項，在家庭生活、辦公、醫(yī)療、教育、消防、救援等多個領(lǐng)域為人們提供服務(wù)。

一、Zig-Bee

蜜蜂（Bee）通過飛翔姿勢及翅膀“嗡嗡（Zig）”的震動聲對花叢方向、位置、距離進(jìn)行交流，人們因此而受到啟發(fā)，創(chuàng)立了ZigBee這種新興的短距離、低速率、低功耗無線通信數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，因其靈感來自于蜜蜂群的交流方式，得名ZigBee。ZigBee擁有自己獨(dú)立的無線電頻率標(biāo)準(zhǔn)，通過對成百甚至數(shù)千個微小的傳感器的相互協(xié)調(diào)，實現(xiàn)無線電波的數(shù)據(jù)傳輸。這些傳感器只需要很低的功耗，2節(jié)5號干電池可支持1個終端工作6 24個月，通常應(yīng)用于計算機(jī)鼠標(biāo)、鍵盤、耳機(jī)、音響、游戲手柄等外設(shè);電視、VCD、錄影儀、DVD、空調(diào)、掃地機(jī)器人的遙控器設(shè)備;智能家居中的燈具、煤氣、煙霧報警器的控制開關(guān);遙控飛機(jī)及賽車;醫(yī)療傳感器及監(jiān)視器等領(lǐng)域中，覆蓋范圍廣，應(yīng)用效果良好，是物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中的主流數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)之一[1]（見圖1）。并且，ZigBee還可以替代人工對于粉塵、化學(xué)氣體含量等有毒有害物質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測;搜救及人員位置定位;采集溫度、濕度、pH值數(shù)據(jù)等，具有著十分廣泛的應(yīng)用前景。

二、藍(lán)牙

藍(lán)牙技術(shù)自誕生以來己接近20年，最初由世界著名的5家公司：愛立信（Ericsson）、諾基亞（Nokia）、東芝（TOshiba）、國際商用機(jī)器公司（IBM）和英特爾（Intel）聯(lián)合研發(fā)及發(fā)布，是一種低成本的使用2. 42. 485GHz波段無線電波進(jìn)行信息傳輸?shù)慕嚯x通信數(shù)據(jù)傳播技術(shù)，通過物理地址標(biāo)識主機(jī)及SAP地址標(biāo)識服務(wù)的方式，控制MAC子層及LLC子層進(jìn)行信息傳輸，在汽車領(lǐng)域、工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域、醫(yī)藥領(lǐng)域、家庭領(lǐng)域及工作領(lǐng)域都受到了廣泛應(yīng)用。在汽車領(lǐng)域中可通過藍(lán)牙連接手機(jī)與汽車的通訊及娛樂系統(tǒng)，對汽車進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控及監(jiān)測，大幅提升了汽車的安全性及娛樂性。同時，通過將藍(lán)牙應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床，可以對數(shù)控設(shè)備磨損程度、功率、運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效的記錄與監(jiān)測，延長了設(shè)備使用壽命[2]。另外，藍(lán)牙技術(shù)還廣泛應(yīng)用于我們的日常生活及辦公領(lǐng)域中，實現(xiàn)了計算機(jī)、打印機(jī)、傳真機(jī)、手機(jī)和耳機(jī)等設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸，為我們?nèi)粘Ｉ钐峁┝溯^大便利。

二、Wi-Fi

WiFi是現(xiàn)階段無線通信數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域中普及度及應(yīng)用度最高的無線通信技術(shù)，甚至成為人類生活的必備品[3]。與藍(lán)牙技術(shù)相比，WiFi覆蓋范圍更廣（是藍(lán)牙覆蓋面積的10倍左右）、傳輸速度更快、不受光纖及電纜的限制，非常適合移動辦公用戶的需求。并且由于WiFi頻段在世界范圍內(nèi)，無需任何一個移動通信運(yùn)營商代理，因此WLAN無線設(shè)備提供了一個世界范圍內(nèi)的，費(fèi)用極其低廉的通信方式，用戶可以在WiFi覆蓋區(qū)域內(nèi)隨心所欲撥打及接聽電話、瀏覽網(wǎng)頁、收發(fā)電子節(jié)目、播放音樂、傳輸數(shù)碼照片、觀看電視節(jié)目、玩網(wǎng)絡(luò)游戲等，并且無需再擔(dān)心傳輸速度慢及通信費(fèi)用高的問題。

以802. llg版本的WiFi為例，802. llg在2.4G頻段下工作，通常采用PFDM方式進(jìn)行調(diào)制。OFDM可為WiFi提供52個子載波信道，每次傳輸時間為4 μ s;64QAM編碼方式使子載波信道每次攜帶6bit的數(shù)據(jù)位，有效數(shù)據(jù)容量為3/4。因

四、近場通信

NFC是一種新興近距離無線通信數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，以麥克斯韋方程為設(shè)計原理，利用供電設(shè)備的能量提供射頻場，持續(xù)進(jìn)行電場與磁場的能量轉(zhuǎn)換，并在進(jìn)行轉(zhuǎn)換時不斷相互增強(qiáng)并實現(xiàn)近場通信。具有著與非接觸智能卡技術(shù)兼容的顯著優(yōu)勢，在防偽、門禁、移動身份識別、公交、手機(jī)支付等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用價值，使人們的消費(fèi)行為從實體消費(fèi)、現(xiàn)金消費(fèi)逐漸轉(zhuǎn)向電子消費(fèi)。與藍(lán)牙、ZigBee、WiFi、超寬帶等近距離無線通信數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)進(jìn)行對比，NFC技術(shù)安全性最高，在短距離通信中占據(jù)了極大優(yōu)勢，自2003年問世以來就受到了社會各界的持續(xù)關(guān)注，是現(xiàn)階段移動支付應(yīng)用、安防應(yīng)用、充電應(yīng)用中的研究熱點(diǎn)。

五、結(jié)論

近距離無線通信數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)為我們?nèi)粘５纳a(chǎn)及生活提供了很大便利，值得通過不斷的深入研究及探索，進(jìn)一步完善近距離無線通信數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，為人們帶來更加科學(xué)、安全、便捷的通信服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃飛騰，近距離無線通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化及其安全分析[J].智能城市，2018，4 （16）： 158-159.

[2]王靖，張賢國，黃燦勝，基于單片機(jī)的2.4G近距離無線通信系統(tǒng)設(shè)計[J]，電子世界，2018 （09）：140-141.

[3]梁巍杰，近距離無線通信數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)分析[J].通訊世界，2017 （11）：68-69.