短距離無線通信技術的應用和發展

劉巖

摘要

短距離無線通信技術因其建造成本低、對抗環境變化能力強，再加上其相較于傳統有線通信更加地便捷、靈活、擴展性強等優點，各種無線數據傳輸技術獲得了巨大的發展和技術進步。本文就針對目前各種短距離無線通信技術的特點進行分析，探討不同短距離無線通信技術的應用現狀和發展前景。

【關鍵詞】短距離無線通信技術 特點 應用前景

一般意義上，只要通信收發雙方通過無線電波傳輸信息，無線發射功率在μW到100mW量級，通信距離在幾厘米到幾百米的范圍內，就可以稱為短距離無線通信。近年被人們廣泛使用，且具有不錯發展前景的短距離無線通信標準有：藍牙Bluetooth）、無線寬帶（Wi-Fi）、紅外數據傳輸（IrDA）、Zig-Bee、超寬帶（UWB）和近場通信（NFC）等。每一種短距離無線通信技術都著眼于速度、距離、靈敏度、功能性和經濟性上的擴展，但各自都有著不同的特點、應用層面和發展前景。下面，就對每一種短距離無線通信技術的優缺點和實際應用現狀進行集中的分析與探討。

1 藍牙

藍牙是使用通訊介質為頻率在2.402GHz到2.480GHz之間的電磁波，傳輸半徑為10米，可以實現點對點或一點對多點的無線數據傳輸和聲音傳輸，并能夠達到固定設備、移動設備和樓宇個人域網之間的短距離數據交換的一種無線技術標準。

1.1 藍牙技術的特點

藍牙技術具有以下幾個優點：

（1）能夠實現語音與數據的同步傳輸;

（2）當采用對稱信道傳輸數據時，傳輸速度比較快;

（3）組網簡單方便，可以建立一點對多點的臨時性對等連接;

（4）體積模塊小，便于集成。

藍牙技術存在的缺點：

（1）傳輸距離短，一般需在10m的范圍內;

（2）易受環境干擾;

（3）網絡組建規模小，只支持8個節點;

（4）藍牙技術的芯片價格高，植入成本局。

1.2 藍牙技術的應用現狀

目前對于藍牙技術的應用主要體現在這幾個方面：手機、筆記本電腦、智能家居中嵌入微波爐、洗衣機、電冰箱、空調機等傳統家用電器控制與信息傳輸方面。其發展的前景就取決于能否將藍牙芯片的價格降低以減少其建造成本使其應用達到一定的規模，從而帶來技術創新與應用的良性循環這一先決條件了。

2 IrDA

IrDA是一種利用850nm的紅外線進行點對點通信的技術，起初，其傳輸速率為2400bps到115200bps，傳輸范圍1m，傳輸半角度為15度到30度。但目前IrDA最快數據傳輸率已經提升到4Mbps，甚至到16Mb/s。

2.1 IrDA特點

IrDA具有成本低、體積小、功耗低、連接方便、方便使用、傳輸安全性較高的優點;但由于其是一種視距傳輸，如果通訊設備之間要實現有效傳輸，二者必須保持一定的距離并對準，中間不能被其它物體阻隔，因而該技術只能用于2臺（非多臺）設備之間的連接，而且傳輸速率比較低，所以，應用范圍比較狹窄。

2.2 IrDA的應用現狀

主要集中在PDA、手機、打印機等小型移動設備和辦公設備被上的應用。而解決視距傳輸問題及提高數據傳輸率成為影響其發展前景的主要因素。

3 Wi-Fi

Wi-Fi是一種基于802.11協議的無線局域網接入技術，通常使用2.4G UHF或5G SHFISM射頻頻段，采用直接序列擴頻技術，通信范圍可達100m，數據傳輸速率最高可達11Mb/s。

3.1 Wi-Fi的特點

Wi-Fi因其覆蓋范圍較廣，傳輸的有效距離較長;傳輸速度快;與各種802.11DSSS設備兼容;使用成本較低;無須布線等優點，目前是使用最為廣泛的短距離移動通信技術。但是由于Wi-Fi受距離和障礙物的影響較大;數據傳輸安全性差的缺點，也限制了Wi-Fi技術在工業上的廣泛使用。

3.2 Wi-Fi的應用現狀

主要應用在SOHO，家庭無線網絡以及火車站、汽車站、商場、機場、圖書館、校園、酒店等公共密集場所，適合高速數據傳輸的業務和移動數字辦公。

4 Zig-Bee

ZigBee是基于IEEE802.15.4標準的低功耗局域網協議，它使用2.4GHz波段，采用跳頻技術，可與254個節點聯網;它的基本速率是250kb/s，當降低到28kb/s時，傳輸范圍可擴大到134m，并獲得更高的可靠性。

4.1 Zig-Bee的特點

Zig-Bee具有低功耗、低成本、自組網能力、數據傳輸可靠、網絡容量大、復雜度低，支持大量節點、支持多種網絡拓撲等優點。Zig-Bee專注于低速率傳輸應用，傳輸速率只有10kb/s～250kb/s，而且有效范圍小，覆蓋范圍只在10～75m之間，所以其多應用在普通家庭和辦公環境之中。

4.2 Zig-Bee的應用現狀及前景

主要應用在自動控制，安全系統、智能家居系統、傳感器網絡等領域，并且逐漸向家庭監控、身份識別系統和樓宇智能控制系統等領域拓展，另外在PC外設、醫護、工控等領域也有巨大的發展前景。

5 NFC

近場通信是一種短距高頻的無線電技術，主要用于手持設備的短距離數據通信，由RFB）射頻識別的衍生而來，向下兼容RFID。傳輸半徑一般為20cm，傳輸速率一般106Kbit/秒、212Kbit/秒或者424Kbit/秒三種。NFC就是把RFID讀卡器與智能卡的功能整合在一起，能夠實現點對點的短距離有效數據傳輸。

5.1 NFC特點

NFC的主要優勢是：安全性高，連接快，能耗低，與非接觸智能卡技術兼容。但由于NFC采取了獨特的信號衰減技術，NFC有效距離只有10cm，其傳輸的速度也比較低。

5.2 NFC的應用現狀及前景

NFC也可以簡化藍牙連接，實現設備之間的有效連;其在門禁、公交、移動支付、移動商務上有也著廣泛的應用價值。

6 結語

各種短距離無線通信技術都有著各自適用的頻段、調制方式、作用距離、應用領域。如何立足于這些特點，不斷完善和優化相關技術，實現與其他技術的差異化，以拓展功能性和經濟性，滿足不同應用層面人們對于短距離無線通信技術的有效需求。

參考文獻

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