短距离无线通信有哪些通信方式?
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1.Wi-Fi
理论上,用户位于接入点周围的某个区域,但如果被墙遮挡,建筑物内的有效传输距离将小于室外。WiFi技术主要用于SOHO、购物中心、机场、家庭无线网络、机场、酒店、其他公共热点等不方便安装电缆的建筑物和场所,节省了大量电缆铺设费用。
2.蓝牙
无线数据和语音通信的开放全球规范。蓝牙技术应用的技术就是在固定或移动的设备之间的通信环境建立通用的短距离无线接口。其传输频带是世界通用的2.4GHzISM频带。提供1Mbps的传输率和10m的传输距离。缺点:芯片尺寸和价格难以下降,抗干扰性不强,传输距离太短,信息安全问题等。
3.ZigBee
这主要用于短距离内的各种电子设备之间,数据传输速度不高。ZigBee这个名字来源于蜂群用于生存和发展的交流方式。蜜蜂曲折地跳舞,分享新发现的食物的位置、距离和方向。ZigBee可以说是同一个蓝牙家族的兄弟。这个家族使用2.4GHz频带,使用跳频技术。但ZigBee比蓝牙简单低速,功耗和成本低。基本速率为250kb/s,降低到28kb/s时,传输范围可以扩展到134m,可以得到更高的可靠性。它还可以连接到254个节点和网络。比蓝牙更好地支持游戏、家电、设备和家庭自动化应用程序。
4.IrDA
是使用红外线进行点对点通信的技术,是实现无线个人区域网络(PAN)的第一项技术。目前,其软件和硬件技术非常成熟,在PDA、手机、笔记本电脑、打印机和其他产品等小型移动设备上支持IrDA。
优点:不需要申请使用权,低成本红外线通信,体积小,功耗低,连接方便,移动通信所需的简单易用,红外线辐射角小,传输安全性高。
缺点:此技术只能用于两个(非多个)设备之间的连接。蓝牙技术就没有这个限制,所以IrDA现在的研究方向是解决视距传输问题和提高数据传输速度的方法。
5.NFC
像飞利浦、诺基亚和索尼推进的RFID(非接触射频识别)这样的短距离无线通信技术标准。与RFID不同,NFC使用双向识别和连接。动作在13.56MHz的频率范围内,距离为20cm。NFC最初只是远程控制识别和网络技术的组合,但现在逐渐发展成了无线连接技术。
NFC通过在一个设备上组合所有识别应用程序和服务,解决了存储多个密码的故障,确保了数据的安全。使用NFC,可以在多个设备(例如,数字照相机、PDA、机顶盒、计算机、手机等)之间实现无线互连,并相互交换数据和服务。同样,要构建Wi-Fi系列无线网络,需要具有多个计算机、打印机和其他无线卡的设备。还要求一些技术专家完成这项工作。在接入点上设置NFC后,如果其中两个处于关闭状态,则可以进行通信,比设置Wi-Fi连接容易得多。
6.UWB超宽带
无线载波通信技术。因为使用纳秒量级的非正弦波窄脉冲而不是正弦波载波来传输数据,UWB可以以非常宽的带宽传输信号。美国FCC规定,所以占了很大的频谱。UWB在3.1到10.6GHz频带内占有500MHz以上的频带。
UWB近年来发展迅速,因为它可以使用低功耗、低复杂度的收发机实现高速数据传输。使用低功率脉冲,可以以非常宽的频谱传输数据,并利用频谱资源,而不会对传统的窄带无线通信系统造成重大干扰。基于UWB技术的高速数据收发机有广泛的用途。
UWB技术的优点是系统复杂度低,发送信号的功率谱密度低,对信道衰落不敏感,拦截能力低,定位精度高。特别适合在室内等高密度多路径站点进行高速无线访问,以及构建高效的无线LAN和无线个人LAN(wpan)。UWB主要用于墙壁、地面和人体可以透过的狭窄范围、高分辨率雷达和图像系统。
此外,这项新技术也适用于需要非常高的速率(100Mb/s以上)的LAN和PAN,即光纤昂贵的情况。通常,UWB可以在10m内实现高达数百Mbps的传输性能,但远程应用的IEEE802.11b或HomeRF无线PAN的性能比UWB强。UWB不会与流行的IEEE802.11b和家庭RF直接竞争,因为UWB在大约10m外的室内使用得很多。现常见短距无线通信包括蓝牙、超宽带、ZigBee和Wi-Fi。蓝牙常用于无线鼠标、无线键盘或手持移动终端;超宽带是瞄准宽带多媒体应用的连接方式;ZigBee主要用来做可靠无线网络监控;而Wi-Fi主要用于电脑与电脑间用于网线连接扩展或替代。简单说来,就是蓝牙成本低、但可靠性较差,带宽较窄,多点支持能力差。超宽带成本高、可靠性高、带宽大、支持高速数据传输、多点支持能力差,加密能力强;ZigBee可靠性较高,带宽较窄,多点支持能力极强,传输速率低、传输距离较远;Wi-Fi传输距离远(相对其他)、带宽宽、传输速率高,仅次于UWB、多点支持能力强,加密能力强。
TOP1 LiFi,光保真技术,是一种利用可见光波谱(如灯泡发出的光)进行数据传输的全新无线传输技术,由英国爱丁堡大学HaraldHass教授发明。
可见光通信技术,是利用荧光灯或发光二极管等发出的肉眼看不到的高速明暗闪烁信号来传输信息的,将高速因特网的电线装置连接在照明装置上,插入电源插头即可使用。
LiFi相当于Wi-Fi的可见光无线通信(VLC)技术,能利用发光二极管(LED)灯泡的光波传输数据,可同时提供照明与无线联网,且不会产生电磁干扰,有助缓解现今网络流量爆增的问题。
TOP2 Hilink协议:华为推出的自主研发的智能家居“三件套”—Hilink协议、Huawei-LiteOS系统以及IOT芯片。
HiLink协议是智能设备之间的“普通话”。它能快速接入,简单易用,安全可靠,兼容多协议,SDK开放,是继华为海思芯片之后的又一大历史性突破。Hilink连接协议将和华为此前推出的Liteos物联网操作系统将成为华为与伙伴共享的两大核心能力。
TOP3 WiFi:通常WiFi技术使用2.4GHz和5GHz周围频段,通过有线网络外接一个无线路由器,就可以把有线信号转换成WiFi信号,2016年WiFi联盟最新公布的802.11ah WiFi标准—WiFi HaLow,使得WiFi可以被运用到更多地方。
Wi-Fi是一个无线网路通信技术的品牌,目的是改善基于IEEE 802.11标准的无线网路产品之间的互通性。现时一般人会把Wi-Fi及IEEE 802.11混为一谈。甚至把Wi-Fi等同于无线网际网路。Wi-Fi的样式有很多类型,有无线的卡,还有连接电脑的等等。2015年9月,Skyhook与Mapbox两家公司收录的wifi信号数据表示,全球wifi信号多达9亿。
TOP4 无线Mesh网络,被称为廉价“Last Mile“宽带接入方案,它利用多跳无线网状结构为移动用户提供宽带接入。
Mesh是WLAN与移动Ad Hoc(点对点)网络的结合。与WLAN相比,各网络终端之间可以对等的进行直接通信,不再需要经过AP(基站)转发,且覆盖范围更大。与Ad Hoc相比,由于具有固定和电源充足的主干路由器,在移动性和功耗上可不用考虑太多。
TOP5 ZigBee/802.15.4协议。Zigbee被正式提出来是在2003年,它的出现是为了弥补蓝牙通信协议的高复杂,功耗大,距离近,组网规模太小等缺陷。名称取自于蜜蜂,蜜蜂 (bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息,依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。
ZigBee采用自组网的方式进行通信,也是无线传感器网领域最为著名的无线通信协议。在无线传感器网络中,当某个传感器的讯息从某条通信路径无法顺畅的传递出去时,动态路由器会迅速的找出另外一条近距离的信道传输数据,从而保证了信息的可靠传递。
TOP6 Thread /IEEE 802.15.4协议。Thread和ZigBee同属802.15.4,但是针对802.15.4做了很大的改进。
Thread是建立在IPv6的基础之上的一个协议,无论在传输安全,还是系统可靠性上都做了非常棒的优化。它既可以承载高通海尔数十企业组物联网盟AllSeen,也可以支持苹果的Homekit智能家居平台。谷歌旗下的Nest 将Thread定为家庭物联网的唯一通讯协定,随后Nest发起产业联盟,联盟成员共同推广Thread协议,Thread短距离通信上面也是大有可为。
TOP7 Z-Wave协议。Z-Wave无线组网规格于2004年提出,由丹麦的芯片与软件开发商Zensys主导,Z-wave联盟推广其应用。
Z-Wave工作频率美国908.42MHz、欧洲868.42MHz,采用无线网状网络技术,因此任何节点都能直接或间接地和通信范围内的其它临近节点通信。数据速率包括 9.6kbps和40kbps,信号的有效覆盖范围在室内是30m,室外可超过100m。Z-Wave是一种新兴的基于射频的、低成本、低功耗、高可靠、适于短距离、窄带宽的应用场合。Z-Wave专注于家庭自动化,在欧美国家比较流行,进入中国市场较Zigbee晚,市场份额也远远不及Zigbee,且由于频带划分的原因,虽能在中国发展,但也是走得小心翼翼。
TOP8 蓝牙/IEEE 802.15.1协议。
蓝牙技术最早始于1994,由瑞典爱立信研发。它采用调频技术(Frequency-hopping Spread Spectrum),通信频段为2.402G Hz-2.480GHz。截止目前为止已经更新了9个版本,分别为蓝牙1.0/1.1/1.2/2.0/2.1/3.0/4.0/4.1/4.2,通信半径从几米到几百米延伸。
TOP9 NFC,近场通信,2002年由飞利浦半导体、诺基亚和索尼共同研发。2004年,成立NFC论坛,致力于近场通信技术的标准化和推广,该技术由RFID及互连技术整合演变而来。
NFC是一种短距高频的无线电技术,工作频率在13.56MHz,20cm距离内。其传输速度有106 Kb/s、212 Kb/s或者424 Kb/s三种。通过卡、读卡器以及点对点三种业务模式进行数据读取与交换。NFC与蓝牙技术功能类似,但传输速率和传输距离没有蓝牙快和远,同时功耗和成本都较低,保密性好,这些优点让它成为移动支付和消费类电子的宠儿。近来,Apple pay、Samsung pay在移动支付领域闹得风声水起,NFC技术在未来移动物联世界里的重要性不言而喻。
TOP10 UWB,超宽带,一种无载波通信技术,利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,能在10m左右的范围内实现数百Mb/s至数Gb/s的数据传输速率。
UWB具有抗干扰性能强、传输速率高、带宽极宽、消耗电能小、发送功率小等诸多优势,主要应用于室内通信、高速无线LAN、家庭网络、无绳电话、安全检测、位置测定、雷达等领域。比较有意思的是,UWB的标准化问题一直充满争议,这也间接的减慢了其推广的步伐。与蓝牙、802.11b、802.15 等无线通信相比,UWB可以提供更快、更远、更宽的传输速率,越来越多的研究者投入到UWB 领域。