物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比

1、For personal use only in study and research; notfor commercial use物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比目前無(wú)線通信就其范圍大小來(lái)分有廣域的和局域的，廣域的通常就是指我們 的移動(dòng)通信網(wǎng)，目前已經(jīng)發(fā)展到第三代，也就是 3G，其三大主流標(biāo)準(zhǔn)將來(lái)都將 會(huì)經(jīng)歷LTE過(guò)渡到第四代；局域的通常指短距離無(wú)線通信，標(biāo)準(zhǔn)有IrDA、Bluetooth、Wi-Fi、ZigBee、RFID和 UWBIrDA (In fraredDataAssociatio n)是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，通信距離一般在0到1米之間，傳輸速率最快可達(dá)16Mbps通信介質(zhì)為波長(zhǎng)900納

2、米左右的 近紅外線。其傳輸具備小角度(30度錐角以內(nèi))，短距離，直線數(shù)據(jù)傳輸，保密 性強(qiáng)，傳輸速率較高的特點(diǎn)，適于傳輸大容量的文件和多媒體數(shù)據(jù)。并且無(wú)需申 請(qǐng)頻率的使用權(quán)，成本低廉。IrDA已被全球范圍內(nèi)的眾多廠商采用，目前主流 的軟硬件平臺(tái)均提供對(duì)它的支持。IrDA的不足在于它是一種視距傳輸，2個(gè)相互通信的設(shè)備之間必須對(duì)準(zhǔn)，中 間不能被其他物體阻隔，因而只適用于 2臺(tái)(非多臺(tái))設(shè)備之間的連接。Bluetooth 是1998年5月，東芝、愛立信、IBM、Intel和諾基亞共同提出 該技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。它能夠在10米的半徑范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的無(wú)線數(shù)據(jù)和聲音傳 輸，數(shù)據(jù)傳輸帶寬可達(dá)1Mbps Bluet

3、ooth工作在全球開放的2.4GHzlSM頻段， 使用跳頻頻譜擴(kuò)展技術(shù)，通信介質(zhì)為2.402GHz到2.480GHz的電磁波。一臺(tái)Bluetooth設(shè)備可同時(shí)與七臺(tái)Bluetooth設(shè)備建立連接，在有效范圍內(nèi)可越過(guò)障 礙物進(jìn)行連接，沒有特別的通信視角和方向要求。此外，Bluetooth還具備功耗低、通信安全性好、支持語(yǔ)音傳輸、組網(wǎng)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。但Bluetooth同時(shí)存在植入成本高、通信對(duì)象少、通信速率較低和技術(shù)不夠 成熟的問題，它的發(fā)展與普及尚需經(jīng)過(guò)市場(chǎng)的磨煉，其自身的技術(shù)也有待于不斷 完善和提高。802.11Wi-Fi (Wireless Fidelity)即無(wú)線保真技術(shù)是另一種目前流行的技

4、 術(shù)。它使用的是 2.4GHz 附近的頻段。 Wi-Fi 基于 IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g和IEEE802.11n。不僅傳輸?shù)挠行Ь嚯x很長(zhǎng)，而且速率還高達(dá)上百 兆，與各種802.11DSSS設(shè)備兼容。目前最新的交換機(jī)能把 Wi-Fi無(wú)線網(wǎng)絡(luò)從接 近 100 米的通信距離擴(kuò)大到約 6.5 公里。另外，使用 Wi-Fi 的門檻較低。廠商只 要在機(jī)場(chǎng)、車站、咖啡店、圖書館等人員較密集的地方設(shè)置“熱點(diǎn)”，并通過(guò)高 速線路即可接入因特網(wǎng)。紫蜂(ZigBee)技術(shù)，新一代的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)將采用 802 1 5 4(Zig . Bee) 協(xié)議。 ZigBee 是一

5、種供廉價(jià)的固定、便攜或移動(dòng)設(shè)備使用的極低復(fù)雜度、成本 和功耗的低速率無(wú)線連接技術(shù)，主要適合于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入 在各種設(shè)備中，同時(shí)支持地理定位功能。Zigbee 技術(shù)的特點(diǎn)主要有：(1) 低速率：ZigBee工作在20250kbps的較低速率,分別提供250kbps(2 . 4GHz) 40kbps(915MHz1和20kbps(868MHz)l原始數(shù)據(jù)吞吐率，滿足低速率傳輸 數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求。(2) 低時(shí)延： ZigBee 的響應(yīng)速度較快，一般從睡眠轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)只需 15ms 節(jié)點(diǎn)連接進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)只需30ms進(jìn)一步節(jié)省了電能。相比較，藍(lán)牙需要-10s，W Fi 則需要 3s。(3)

6、低功耗、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單：設(shè)備可以在電池的驅(qū)動(dòng)下運(yùn)行數(shù)月甚至數(shù)年。低功 耗意味著較高的可靠性和可維護(hù)性，更適合體積小的大量日常應(yīng)用。(4) 低成本：對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，低成本意味著較低的設(shè)備費(fèi)用、安裝費(fèi)用和維護(hù) 費(fèi)用。ZigBee設(shè)備可以在標(biāo)準(zhǔn)電池供電的條件下(低成本)-r作，而不需要任何 重?fù)Q電池或充電操作 (低成本、易安裝 )。(5) 網(wǎng)絡(luò)容量高：ZigBee通過(guò)使用IEEE 802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)的PHY和MAC層， 支持幾乎任意數(shù)目 的 設(shè)備， 這 對(duì)于大 規(guī)模傳感器 陣列和 控制尤其重 要。 ZigBee 技術(shù)的應(yīng)用范圍非常廣泛，其中包括智能建筑、軍事領(lǐng)域、工業(yè)自動(dòng)化、 醫(yī)療設(shè)備、智能家居及各種監(jiān)

7、察系統(tǒng)等。 ZigBee 技術(shù)彌補(bǔ)了低成本、低功耗和 低速率無(wú)線通信市場(chǎng)的空缺，其成功的關(guān)鍵在于豐富而便捷的應(yīng)用，而不是技術(shù) 本身。RFID(Radio Frequency Identification) ，即射頻識(shí)別，俗稱電子標(biāo)簽。它 是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù) ，通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù) 據(jù)。RFID由標(biāo)簽(Tag)、解讀器(Reader)和天線(An te nna)三個(gè)基本要素組成。 其基本工作原理并不復(fù)雜，標(biāo)簽進(jìn)入磁場(chǎng)后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，憑借 感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在芯片中的產(chǎn)品信息 (PassiveTag ，無(wú)源標(biāo)簽 或被動(dòng)標(biāo)簽 ) ，或者主動(dòng)發(fā)送

8、某一頻率的信號(hào) (ActiveTag ，有源標(biāo)簽或主動(dòng)標(biāo) 簽)。解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。RFID可被廣泛應(yīng)用于安全防偽、工商業(yè)自動(dòng)化、財(cái)產(chǎn)保護(hù)、物流業(yè)、車輛跟 蹤、停車場(chǎng)和高速公路的不停車收費(fèi)系統(tǒng)等。從行業(yè)上講，RFID將滲透到包括汽車、醫(yī)藥、食品、交通運(yùn)輸、能源、軍工、動(dòng)物管理以及人事管理等各個(gè)領(lǐng)域。 然而，由于成本、標(biāo)準(zhǔn)等問題的局限，RFID技術(shù)和應(yīng)用環(huán)境還很不成熟。主要表現(xiàn)在：制造技術(shù)較為復(fù)雜，智能標(biāo)簽的生產(chǎn)成本相對(duì)過(guò)高；標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一，最 大的市場(chǎng)尚無(wú)法啟動(dòng) ；應(yīng)用環(huán)境和解決方案還不夠成熟 ，安全性將接受很大考驗(yàn) 。UWJUItra Wideband)即

9、超寬帶技術(shù)。UWB起源于20世紀(jì)50年代末，此前主 要作為軍事技術(shù)在雷達(dá)等通信設(shè)備中使用。隨著無(wú)線通信的飛速發(fā)展，人們對(duì)高 速無(wú)線通信提出了更高的要求，超寬帶技術(shù)又被重新提出，并備受關(guān)注。與當(dāng)前 流行的短距離無(wú)線通信技術(shù)相比，UWE具有巨大的數(shù)據(jù)傳輸速率優(yōu)勢(shì)，在無(wú)線通 信方面的創(chuàng)新性和利益性已引起了全球業(yè)界的關(guān)注?？梢哉f(shuō)，低成本、低功耗、 高速率、簡(jiǎn)單有效的UWB通信正是人類所期望的夢(mèng)幻般的無(wú)線通信方式。當(dāng)然，UWB技術(shù)也存在自身的弱點(diǎn)。主要是占用的帶寬過(guò)大，可能會(huì)干擾其 他無(wú)線通信系統(tǒng)，因此其頻率許可問題一直在爭(zhēng)論之中。另外，有學(xué)者認(rèn)為，盡 管UWB系統(tǒng)發(fā)射的平均功率很低，但由于其脈沖持續(xù)時(shí)

10、間很短，瞬時(shí)功率峰值可 能會(huì)很大，這甚至?xí)绊懙矫窈降仍S多系統(tǒng)的正常工作。但是學(xué)術(shù)界的種種爭(zhēng)論 并不影響UWB勺開發(fā)和使用，2002年2月美國(guó)通信協(xié)會(huì)(FCC)批準(zhǔn)了 UWB用于短 距離無(wú)線通信的申請(qǐng)。市場(chǎng)名 標(biāo)準(zhǔn)GPRS/GSM lxRTT/CDMA802.11bBluetooth802.15.1ZigBee802.15.4巫用重點(diǎn)廣闊轄 聲音&數(shù)據(jù)Web, Email,圖像電績(jī)替代品監(jiān)測(cè)&控制系統(tǒng)資源16MB+1MB+250 KB+4KB-32KB電池壽命（天）1至70.5 至 51至7100 至 1,000+兩絡(luò)大小1327255 / 65,000帶寬(KB/s)64 -

11、 128+11.000+72020 250專輸距禽（滌）1,000+1-100110+1 100+成功尺度覆蓋面大質(zhì)旻潼度靈活性價(jià)格便宜方便可靠低功耗. 價(jià)裕使宜僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l ' e tude et la recherche

12、uniquementa des fins personnelles; pasa des fins commerciales.to員bko gA.nrogeHKO TOpMenob3ymrnflCH6yHeHuac egoB u HHuefigoHMUCnO 員 B30BaTbCEb KOMMepqeckuxue 貝 ex.僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l '