短距离无线通信

1、概念：一般意义上，只要通信收发双方通过电磁波（红外、无线电微波）传输信息，并且传输距离限制在较短的范围内，通常是几十米以内，都可以称之为短距离无线通信通信距离短 覆盖距离一般在10200m发射功率低 一般小于100mW应用范围广 可自由连接各种个人便携式 电子设备、计算机外部设备和 各种家用电器设备，实现信息 共享和多业务的无线传输主要特点：各种短距离无线通信技术各种短距离无线通信技术Bluetooth蓝牙技术IEEE 802.11系列WLAN无线局域网技术 HiperLAN 系列UWB超宽带技术Zigbee 紫蜂技术IrDA 红外线数据协会技术Ad hoc 自组织网络技术RFID 射频识别技

2、术NFC 短距通信技术根据传输数据速率可分为高速：最高数据速率100Mb/s 通信距离小于10m 典型技术：高速UWB低速：最低数据速率1Mb/s 通信距离小于100m 典型技术：Zigbee、低速UWB、蓝牙目前主要应用于连接下一代便携式消费电器和通信设备。它支持各种高速率的多媒体应用、高质量的声像配送、多兆字节音乐和图像文档传输等。主要用于家庭、工厂与仓库的自动化控制、安全监视、保健监视、环境监视、军事行动、消防、货单自动更新、库存实时跟踪以及游戏和互动式玩具等方面的低速应用。技术分类技术分类WIFI蓝牙UWB超宽屏ZigBee紫蜂IrDA红外线NFC其他LiFi短距离无线通信Wi-Fi技

3、术 以太网的一种无线扩展，可将个人电脑、手持设备（如Pad、手机）等终端以无线方式互相连接的技术。它是一个无线网路通信技术的品牌，由Wi-Fi联盟(Wi-Fi Alliance)所持有。为改善基于IEEE802.11标准标准的无线网路产品之间的互通性而生IEEE802.11b标准标准提供WLAN接入，应用最广泛工作在2.4GHz，采用加强版DSSS传输速率动态切换速度不够高，易受干扰与蓝牙技术相比，Wi-Fi在数据安全性方面要差一些，但在电波的覆盖范围方面电波的覆盖范围方面却略胜一筹，可达100m左右，可用于整栋办公大楼Wi-FiAP(Access Point)AP一般称为网络桥接器或接入点,

4、它是当作传统的有线局域网络与无线局域网络之间的桥梁，因此任何一台装有无线网卡的PC均可透过AP去分享有线局域网络甚至广域网络的资源，其工作原理相当于一个内置无线发射器的Hub或者是路由无线网卡负责接收由AP所发射信号的CLIENT端设备Wi-Fi应用覆盖范围广，传输速度快PC小型办公网络智能家居手持设备（大部分）物联网蓝牙技术蓝牙技术爱立信公司开始着手蓝牙技术的研究开发工作，意在通过一种短程无线连接替代已经广泛使用的有线连接1994年1998年Ericsson、Nokia、Intel、Toshiba和IBM共同建立特别兴趣小组，致力于开发一种全球通用的小范围无线通信技术，即蓝牙技术至今经过十几

5、年的发展蓝牙技术已经成熟蓝牙3.0版本，传输距离10米，速度1.8M/s，现在蓝牙已经发展到4.0版本传输距离能达到60米，传输更稳定,不易被其他同频段信号干扰特点特点工作在全球开放的2.4GHz ISM频段使用跳频频谱扩展技术把频带分成若干个跳频信道(Hop Channel)，在一次连接中，无线电收发器按一定的码序列不断地从一个信道“跳”到另一个信道同时多连接，数据传输速率可达1Mb/s低功耗、通信安全性好在有效范围内可越过障碍物进行连接，没有特别的通信视角和方向要求组网简单方便，支持语音传输采用“即插即用即插即用”的概念，嵌入蓝牙技术的设备一旦搜索到另一蓝牙设备马上就可以建立连接，传输数据

6、应用：语音/数据接入 将一台计算机通过安全的无线链路连接到通信设备上 完成与广域网的连接外围设备互联 将各种设备通过蓝牙链路连接到主机上个人局域网（PAN） 主要用于个人网络与信息的共享与交换超宽带技术超宽带技术( Ultra Wideband UWB)通过基带脉冲作用于天线的方式发送数据，是一种无载波通信技术。窄脉冲窄脉冲(小于1ns)产生极大带宽的信号。工作波段工作波段 3.110.6 GHz主要应用 应用于小范围、高分辨率，能够穿透墙壁、地面和身体的 雷达和图像系统中 适用于对速率要求非常高适用于对速率要求非常高(大于大于100Mb/s)的局域网的局域网UWB通过在较宽的频谱上传送极低功

7、率的信号能在10米左右的范围内实现数百Mbit/s至数Gbit/s的数据传输速率 脉冲采用 脉位调制(PPM) 或 二进制移相键控(BPSK)调制UWB特点特点抗干扰性能强 带宽极宽消耗电能少保密性好发送功率非常小UWB技术特点 UWB采用跳时扩频信号，系统具有较大的处理增益 发射时 , 将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中，输出功率甚至低于普通设备产生的噪声 接收时, 将信号能量还原出来，在解扩过程中产生扩频增益 因此，与IEEE 80211a、IEEE80211b和蓝牙相比，在同等码速条件下， UWB具有更强的抗干扰性，传输速率高，有望高于蓝牙100倍抗干扰性能强 带宽极宽消耗电能小保

8、密性好发送功率非常小UWB技术特点抗干扰性能强 UWB使用的带宽在1GHz以上，高达几个GHz 超宽带系统容量大，并且可以和窄带通信系统同时工作而互不干扰 这在频率资源日益紧张的今天，开辟了一种新的时域无线电资源带宽极宽消耗电能小保密性好发送功率非常小UWB技术特点抗干扰性能强 带宽极宽 通常情况下，无线通信系统在通信时需要连续发射载波，因此要消耗一定电能。而UWB不使用载波，只是发出瞬间脉冲电波，也就是直接按0和1发送出去，并且在需要时才发送脉冲电波，所以消耗电能小消耗电能小保密性好发送功率非常小UWB技术特点抗干扰性能强 带宽极宽消耗电能小 采用跳时扩频，接收机只有已知发送端扩频码时才能解

9、出发射数据 系统的发射功率谱密度极低，用传统的接收机无法接收保密性好发送功率非常小UWB技术特点抗干扰性能强 带宽极宽消耗电能小保密性好 通信设备可以用小于1mW的发射功率就能实现通信。低发射功率大大延长系统电源工作时间。而且，发射功率小，其电磁波辐射对人体的影响也会很小。发送功率非常小UWB技术的应用军事民用探测隐蔽军事目标预警机、舰船UWB雷达UAV/UGV数据链探测地雷家电设备及便携设备之间的无线数据通信汽车防冲撞传感器地质勘测及可穿透障碍物的传感器ZigBee是一组基于IEEE批准通过的802.15.4无线标准 是一个有关组网、安全和应用软件方面的技术标准主要适用于 自动控制领域 可以

10、嵌入各种设备中 同时支持地理定位功能 用于个人区域网和对等网状网络标准、 经济、高效、低数据速率(250kb/s)Zigbee 紫蜂技术 Zigbee 频带和频带传输率情况频带使用范围数据传输率信道数2.4GHz(ISM)全世界250kb/s16868MHz欧洲20kb/s1915MHz(ISM)美国40kb/s10该频段为全球通用的工业、科学、医学(ISM)频段是免付费、免申请的无线电频段ZigBee技术是一种可以构建一个由多达数万个无线数传模块组成的无线数传网络平台，十分类似现有的移动通信CDMA网或GSM网网络节点间的距离：75m几百米几公里 ZigBee网络还可以与现有的其他各种网络连

11、接 Zigbee网络 功耗低 两节五号电池可支持长达6个月到2年 左右的使用时间 可靠 采用了碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通信业务 预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突 传输速率低 10250kb/s，专注于低传输应用 成本低 ZigBee 协议免收专利费，采用ZigBee技术 产品的成 本一般为同类产品的几分之一甚至十分之一 时延短 针对时延敏感的应用做了优化，通信时延和从休眠状 态激活的时延都非常短，通常时延都在1530ms之间 Zigbee技术特点 优良的网络拓扑能力 具有星、网和丛树状网络结构能力 具有无线网络自愈能力，能简单地覆 盖广阔范围 网络容量大 可支持多达650

12、00个节点 安全 提供了数据完整性检查和鉴权功能加密算法 采用通用的AES-128 工作频段灵活 使用的3个频段均为免执照频段 Zigbee技术特点 Zigbee技术的应用 应用于家庭的照明、温度、安全、控制等ZigBee模块可安装在电视、灯泡、遥控器、儿童玩具、游戏机、门禁系统、空调系统和其他家电产品中 Zigbee技术的应用 通过ZigBee网络自动收集各种信息，并将信息回馈到系统进行数据处理与分析，以利于工厂整体信息之掌握。例如火警的感测和通知，照明系统的感测，生产机台的流程控制等，都可由ZigBee网络提供相关信息，以达到工业与环境控制的目的 韩国的NURI Telecom在基于Atm

13、el和Ember 的平台上成功研发出基于ZigBee技术的 自动抄表系统 Zigbee技术的应用 如果沿着街道、高速公路及其他地方分布式地装有大量ZigBee终端设备，就不再担心会迷路。安装在汽车里的器件将告诉你当前所处的位置，正向何处去全球定位系统(GPS)也能提供类似的服务，但是这种新的分布式系统能够提供更精确、更具体的信息。即使在GPS覆盖不到的楼内或隧道内，仍能继续使用此系统 Zigbee技术的应用 在医学领域，利用传感器和ZigBee网络可以准确、实时地监测每个病人的血压、体温和心率等信息有助于医生快速做出反应，减少医生查房的工作负担，特别适用于对重危患者的监护和治疗IrDA技术(Infrared Data Association)红外线数据协会 成立于1993年，是致力于建立红外线无线连接的非营利组织。IrDA技术是一种利用红外线进行点对点通信的技术，它也许是第一个实现无线个人局域网(PAN)的技术。目前它的软硬件技术都很成熟，在小型移动设备(如PDA、手机)上广泛使用。1