除了WIFI還有他們,無線通信技術(shù)盤點
自進入21世紀以來,通信行業(yè)取得了飛速發(fā)展。人們對大帶寬、高速率、低時延通信網(wǎng)絡的期待值越來越高。以視頻、音頻、圖像為主流的多媒體形式內(nèi)容逐漸成為了流媒體的主要部分,頻譜資源和通信容量之間的矛盾日益凸顯。由于頻譜資源有限,以及通信建設成本方面的限制,低成本的短距離無線通信技術(shù)逐漸在一些場景應用上凸顯出自身優(yōu)勢,以藍牙、Zigbee、RFID為代表的短距離無線通信技術(shù)應運而生,并得到了廣泛的市場化應用。
本文引用地址:http://2s4d.com/article/201808/391373.htm藍牙技術(shù)—便攜式設備中的“??汀?/strong>
提起無線傳輸,很容易會想到藍牙,像藍牙耳機、藍牙音箱、藍牙傳輸文件等等都是生活中十分常見的產(chǎn)品和應用。在過去的十年里,藍牙技術(shù)憑借輕易便捷的優(yōu)勢,早已十分貼近我們的生活。
藍牙技術(shù)最初由國際電信巨頭愛立信公司于1994年所創(chuàng)制,是一種無線技術(shù)標準,主要用于實現(xiàn)固定設備、移動設備和樓宇個人域網(wǎng)之間的短距離數(shù)據(jù)交換,使用的是2.4至2.485GHz的ISM波段的UHF無線電波。因工作原理上的原因,藍牙技術(shù)可以同時實現(xiàn)多個設備間的連接,克服了數(shù)據(jù)同步的難題。
從原理上講,藍牙是基于數(shù)據(jù)包、有著主從架構(gòu)的通信協(xié)議,使用的是跳頻技術(shù)。具體一點來講,就是將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分割成許多數(shù)據(jù)包,通過79個指定的藍牙頻道分別進行數(shù)據(jù)包傳輸,藍牙主設備最多可以同時和7個通訊設備進行有效鏈接。
目前,藍牙技術(shù)已經(jīng)經(jīng)過了多次迭代升級,從1.2版本的數(shù)據(jù)率僅為1Mbits/s,到4.0版本可以實現(xiàn)的數(shù)據(jù)率達到24Mbits/s,傳輸速率得到了極大的提升。目前,WIFI技術(shù)的興起對藍牙技術(shù)造成了一定的沖擊。不過在許多方面WIFI和藍牙是互補關(guān)系,WIFI通常以接入點為中心,通過接入點與路由網(wǎng)絡形成非對稱的客戶機-服務器連接,而藍牙通常是兩個藍牙設備間的對稱連接。WIFi主要是用于替代工作場所一般局域網(wǎng)接入中使用的高速線纜,而藍牙主要是用于便攜式設備及其應用,兩者間的區(qū)別非常明顯。
ZigBee技術(shù)—智能家居潛力股
ZigBee技術(shù)是基于IEEE802.15.4標準(2.4Ghz頻段)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議,是一種近距離、低復雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術(shù)。主要應用在距離短、功耗低、傳輸速率不高的電子設備間進行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應時間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽谩?/p>
ZigBee是一種高可靠的無線數(shù)傳網(wǎng)絡,類似于CDMA和GSM網(wǎng)絡,ZigBee數(shù)傳模塊類似于移動網(wǎng)絡基站。通訊距離從標準的75m到幾百米、幾公里,并且支持無限擴展。ZigBee的優(yōu)勢在于自組網(wǎng)能力,最多支持 65000個設備組網(wǎng),安全性很高,在智能家居方面具有很強的潛在優(yōu)勢。
在藍牙技術(shù)的使用過程中,人們發(fā)現(xiàn)藍牙技術(shù)盡管有許多優(yōu)點,但仍存在不少缺陷。對工業(yè),家庭自動化控制和工業(yè)遙測遙控領域而言,藍牙技術(shù)過于復雜,功耗過大,通信距離過近,組網(wǎng)規(guī)模太小。除了這些應用上的缺陷外,藍牙售價過高也是其在工業(yè)領域無法占領市場的原因之一,正是在這種情況下,ZigBee技術(shù)漸漸贏得了這些領域很大部分市場。
ZigBee現(xiàn)在處于發(fā)展比較成熟的階段,由于飛利浦、歐司朗等國際巨頭的大力推動,被越來越多的主流廠商加入了ZigBee陣營。
物聯(lián)網(wǎng)時代寵兒—RFID技術(shù)
RFID技術(shù),又被稱為無線射頻識別,可通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù),而無需識別系統(tǒng)與特定目標之間建立機械或光學接觸。射頻一般采用微波,頻率在1GHz到100GHz之間,適用于短距離識別通信。
將無線電信號調(diào)制成無線電頻率的電磁場,將數(shù)據(jù)從物品上的標簽上傳送出去,進而實現(xiàn)自動辨識與追蹤該物品。某些標簽在識別時從識別器中發(fā)出的電磁場中就能得到能量,不需要使用電池;有的標簽自身便擁有電源,并且能夠主動發(fā)出無線電波。標簽之中包含了電子存儲的信息,數(shù)米之內(nèi)都可以成功識別。與條形碼大不相同的是,射頻標簽不需要處在識別器視線之內(nèi),也可以嵌入被追蹤的物體之內(nèi)。
隨著近些年來,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速崛起,RFID技術(shù)開始獲得更高程度的關(guān)注,被視為構(gòu)建“物聯(lián)網(wǎng)”的關(guān)鍵技術(shù)之一。其實,RFID技術(shù)已經(jīng)擁有70多年的歷史,最早源于英國,作為軍事技術(shù)在二戰(zhàn)中被英國廣泛使用。而到了上世紀六十年代,這項技術(shù)開始快速商業(yè)化。
雖然對大眾們而言,RFID技術(shù)聽起來有些陌生,不過,其實這種技術(shù)早已深入到了我們的日常生活中,甚至每天都在使用。比如,無源RFID產(chǎn)品公交卡、食堂餐卡、銀行卡、二代身份證等卡類產(chǎn)品,這些都屬于近距離接觸式識別的范疇。而有源RFID產(chǎn)品在近幾年的時間里,也在逐漸滲透到我們的日常生活之中,比如在智能停車場、智能交通、智慧城市、智能醫(yī)院、物聯(lián)網(wǎng)等眾多領域的應用。
LIFI技術(shù)—潛藏在我們身邊的技術(shù)
LIFI技術(shù)又稱為可見光通信技術(shù),通過給LED燈加裝微芯片使其高速閃爍,然后利用光源發(fā)出的高頻明暗閃爍信號來傳輸信息,這一技術(shù)由德國物理學家HaraldHass教授發(fā)明,并于2011年在一次公開演講中首次將其稱為:LIFI技術(shù)。
利用LED發(fā)出人眼無法看到的高頻明暗閃爍信號來傳遞信息,LED燈光每秒可實現(xiàn)數(shù)百萬次級的閃爍,通過將二進制數(shù)據(jù)被快速編碼成燈光信號進行傳輸,在接收端通過光敏傳感器來接收信號,這就是LIFI技術(shù)實現(xiàn)的大體過程。
與傳統(tǒng)射頻通信技術(shù)相比,LIFI擁有眾多優(yōu)點,由于LED燈使用廣泛,它們都可以作為基站,這使得LIFI 擁有實現(xiàn)大規(guī)模應用的基礎。除此之外,LIFI還擁有高速率、寬頻譜等核心優(yōu)勢,能夠有效緩解全球無線頻譜資源短缺的現(xiàn)狀。不過,由于LED燈光無法穿墻,容易被遮擋,這大大限制了其施展空間。
LIFI技術(shù)十分適合用在辦公室和家中,只要開了燈就能實現(xiàn)高速網(wǎng)絡連接。同時,也十分適合在智能交通上使用,通過這項技術(shù),交通指示燈實時發(fā)送路況信息。
總結(jié):從應用需求端出發(fā),藍牙、ZigBee、RFID、LIFI這四種無線通信方式均有著自己的精準定位,并且在各自擅長的應用領域里得到了廣泛應用。也許,我們并不了解這些技術(shù),卻早已習慣了享受這些技術(shù)帶來的便捷。說起技術(shù)改變生活,也許就應該像它們這樣潤物細無聲。
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