无线通信网超低功耗技术

1、短距离无线通信超低功耗技术随着当今信息社会的发展以及人类生活水平的提高，近距离无线通信技术在人类生活中的应用越来越广泛了，但是现有技术的能源消耗速度不能满足人们的要求，因此超低功耗技术就显得非常必要了短距离无线通信同长距离无线通信有很多的区别，主要如下: 1、短距离无线通信的主要特点为通信距离短，覆盖距离一般在几十m或100m（ 200 m）之内。覆盖的范围响应也比较小。 2、无线发射器的发射功率较低，发射功率一般小于100 mW。 3、自由地连接各种个人便携式电子设备、计算机外部设备和各种家用电气设备，实现信息共享和多业务的无线传输。 4、不用申请无线频道。区别于无线广播等长距离无线传输。

2、5、高频操作，工作频段一般以GHZ为单位。 本章主要内容 一个典型的短距离无线通信系统基本包括一个无线发射器和一个无线接收器。 目前使用较广泛的短距无线通信技术是蓝牙（Bluetooth），无线局域网802.11（Wi-Fi）和红外数据传输（IrDA）。同时还有一些具有发展潜力的近距无线技术标准，它们分别是：ZigBee、超宽频（Ultra WideBand）、短距通信（NFC）、WiMedia、GPS、DECT和专用无线系统等。它们都有其立足的特点，或基于传输速度、距离、耗电量的特殊要求；或着眼于功能的扩充性；或符合某些单一应用的特别要求；或建立竞争技术的差异化等。Zigbee原理及应用 Z

3、igbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。 Zigbee技术在工业控制、家居自动化控制及遥测遥控等领域与其他无线通信技术相比，Zigbee在成本控制、功耗和复杂度之间达到了一种更好的平衡。 简而言之，Zigbee是一种短距离、低功耗、低复杂度、低速率、低成本的无线网络技术-Zigbee网络拓扑结构由上述三种节点，Zigbee可以组成三种网络拓扑结构，即星型网(Star),树状网(Tree)和网状网(Mesh ) 。星型网(图1-1-a)是最简单的拓扑结构树状网(图1-1-b) 由一个网络协调器和一个或多

4、个星型网连接而成。网状网(图1-1-c) 每一个节点都可以与其他节点通信。 ZigBee技术特点 速率低：适合一些领域应用对低速率的要求。 功耗低：节点在使用电池供电的情况下，可以实现长达6个月到2年的使用时间，低功耗是ZigBee技术的突出优势。 成本低：通过简化协议，降低了对微控制器的要求，而且ZigBee免协议专利费。 另外他还有标准易用:.功能强大：网络容量大，节点类型，通信距离大等优点。zigbee网络的应用 军事应用:无需架设网络设施、可快速展开、抗毁性强等特点，非常适用于复杂战场环境中的通信。 紧急和临时场合:Zigbee网络技术不依赖任何固定网络设施，具有独立组网能力和自组织特

5、点。 个人通信:ZigBee网络不仅可用于实现PDA、手机、手提电脑等个人电子通信设备之间的通信，还可用于无线个人局域网之间的多跳通信。三、z_wave原理及应用Z-Wave是一种新兴的基于射频的、低成本、低功耗、高可靠、适于网络的短距离无线通信技术。信号的有效覆盖范围在室内是30m，室外可超过100m，适合于窄带宽应用场合。随着通信距离的增大，设备的复杂度、功耗以及系统成本都在增加，相对于现有的各种无线通信技术，Z-Wave技术将是最低功耗和最低成本的技术，有力地推动着低速率无线个人区域网Z-Wave的技术特点 低成本。 低功耗。和许多其他控制系统不同，Z-Wave利用轻量协议和压缩帧格式实

6、现了低能源消耗。 高度健全性和可靠性。 全网覆盖。 网络管理便捷化。 用途广泛。三、WiFi原理及应用 WiFi全称Wireless Fidelity，外语缩写：WI-FI，中文名：无线保真无线保真。WiFi是由AP (Access Point)和无线网卡组成的无线网络，无线网络的目标就是通过终端设备不受任何约束随时随地无缝与互联网实现互联互通。四、RFID原理及应用 RFID ( Radio Frequency Identification)无线射频识别是一种利用射频通信实现非接触式自动识别的技术，即通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。这

7、一技术早在二战期间就己经在军事上得到过应用。RFID系统的基本组成 应答器应答器：由天线，耦合元件及芯片组成，一般来说都是用标签标签作为应答器，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。 阅读器阅读器：由天线，耦合耦合元件，芯片组成，读取（有时还可以写入）标签信息的设备 应用软件系统应用软件系统 ：是应用层软件，主要是把收集的数据进一步处理，并为人们所使用。RFID的应用 当前RFID典型应用包括:仓库管理、生产线自动化、集装箱与包裹管理、高速公路收费与停车收费; 羊群、鱼类、水果等的管理以及宠物、野生动物跟踪; 门禁管理、定位与物体跟踪、环境感知和支票防伪等多种应用领域。 在未来

8、，RFID技术的飞速发展对于物联网物联网领域的进步具有重要的意义。五、UWB原理及应用 UWB(Ultra Wideband)是一种无载波通信技术，利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲脉冲传输数据。有人称它为无线电领域的一次革命性进展，认为它将成为未来短距离无无线通信线通信的主流技术。 它是一种无载波通信技术，利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲来传输数据。UWB的特点 系统容量大，传输速率高。 定位/定时精度高，抗多径能力强。UWB具有非常简单的收发信机结构和硬件电路。 安全性高，抗干扰性强，保密性好。 由 设备可以同时实现通信和定位功能，其应用领域十分广阔，极具研究价值。 功率低，功耗小。六、wi

9、bree原理及应用 Wibree，超低功耗蓝牙无线技术，又被称作是“小蓝牙”或低功耗蓝牙无线通信技术，是一种能够方便快捷的接入手机和一些诸如翻页控件，个人掌上电脑(PDA)，无线计算机外围设备，娱乐设备和医疗设备等便携式设备的一种低能耗无线局域网(WLAN)互动接入技术。 Wibree技术类似于蓝牙技术，但是只消耗相当于蓝牙技术一小部分的电池电量总结 随着我国经济的快速发展，建筑的高耗能问题日益突出基于多方而综合考虑，具有无线化、微型化、低能耗的传感器网络成为理想的选择。无线通信低功耗技术是用来解决功率消耗问题，为了降低功率消耗问题，从而研究的一种新的无线通信技术来替代旧的技术来达到降低功率消耗问题。 。近几年，随着面向家庭控制及自动