物联网无线通信技术标准对比.docVIP

物联网无线通信技术标准对比目前无线通信就其范围大小来分有广域的和局域的，广域的通常就是指我们的移动通信网，目前已经发展到第三代，也就是 3G，其三大主流标准将来都将会经历LTE过渡到第四代；局域的通常指短距离无线通信，标准有IrDA、Bluetooth、Wi-Fi、ZigBee、RFID和UWB。IrDA(InfraredDataAssociation)是点对点的数据传输协议，通信距离一般在0到1米之间，传输速率最快可达16Mbps，通信介质为波长900纳米左右的近红外线。其传输具备小角度(30度锥角以内)，短距离，直线数据传输，保密性强，传输速率较高的特点，适于传输大容量的文件和多媒体数据。并且无需申请频率的使用权，成本低廉。IrDA已被全球范围内的众多厂商采用，目前主流的软硬件平台均提供对它的支持。IrDA的不足在于它是一种视距传输，2个相互通信的设备之间必须对准，中间不能被其他物体阻隔，因而只适用于2台(非多台)设备之间的连接。Bluetooth是 1998年5月，东芝、爱立信、IBM、Intel和诺基亚共同提出该技术标准。它能够在10米的半径范围内实现单点对多点的无线数据和声音传输，数据传输带宽可达1Mbps。Bluetooth工作在全球开放的2.4GHzISM频段，使用跳频频谱扩展技术，通信介质为2.402GHz到2.480GHz的电磁波。一台Bluetooth设备可同时与七台Bluetooth设备建立连接，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。此外，Bluetooth还具备功耗低、通信安全性好、支持语音传输、组网简单等特点。但Bluetooth同时存在植入成本高、通信对象少、通信速率较低和技术不够成熟的问题，它的发展与普及尚需经过市场的磨炼，其自身的技术也有待于不断完善和提高。802.11Wi-Fi(Wireless Fidelity)即无线保真技术是另一种目前流行的技术。它使用的是2.4GHz附近的频段。Wi-Fi基于IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g和IEEE802.11n。不仅传输的有效距离很长，而且速率还高达上百兆，与各种802.11DSSS设备兼容。目前最新的交换机能把Wi-Fi无线网络从接近100米的通信距离扩大到约6.5公里。另外，使用Wi-Fi的门槛较低。厂商只要在机场、车站、咖啡店、图书馆等人员较密集的地方设置“热点”，并通过高速线路即可接入因特网。紫蜂(ZigBee)技术，新一代的无线传感器网络将采用802154(ZigBee)协议。ZigBee是一种供廉价的固定、便携或移动设备使用的极低复杂度、成本和功耗的低速率无线连接技术，主要适合于自动控制和远程控制领域，可以嵌入在各种设备中，同时支持地理定位功能。 Zigbee技术的特点主要有：(1)低速率：ZigBee工作在20250kbps的较低速率，分别提供250kbps(24GHz)、40kbps(915MHz1和20kbps(868MHz)I原始数据吞吐率，满足低速率传输数据的应用需求。(2)低时延：ZigBee的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需15ms节点连接进入网络只需30ms，进一步节省了电能。相比较，蓝牙需要-10s，WiFi则需要3s。 (3)低功耗、实现简单：设备可以在电池的驱动下运行数月甚至数年。低功耗意味着较高的可靠性和可维护性，更适合体积小的大量日常应用。 (4)低成本：对用户来说，低成本意味着较低的设备费用、安装费用和维护费用。ZigBee设备可以在标准电池供电的条件下(低成本)-r作，而不需要任何重换电池或充电操作(低成本、易安装)。(5)网络容量高：ZigBee通过使用IEEE802154标准的PHY和MAC层，支持几乎任意数目的设备，这对于大规模传感器阵列和控制尤其重要。ZigBee技术的应用范围非常广泛，其中包括智能建筑、军事领域、工业自动化、医疗设备、智能家居及各种监察系统等。ZigBee技术弥补了低成本、低功耗和低速率无线通信市场的空缺，其成功的关键在于丰富而便捷的应用，而不是技术本身。RFID(Radio Frequency Identification)，即射频识别，俗称电子标签。它是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID由标签(Tag)、解读器(Reader)和天线(Antenna)三个基本要素组成。其基本工作原理并不复杂，标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(PassiveTag，无源标签或被动标签)，或者主动发送某一频率的信号(ActiveTag，有源标签或主动标签)。解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。RFID可被广泛应用于安全防伪、工商业自动化、财产保护、物流业、车辆跟踪、停车场和高速公路的不停车收费系统等。从行业上讲，RFID将渗透到包括汽车、医药、食品、交通运输、能源、军工、动物管理以及人事管理等各个领域。然而，由于成本、标准等问题的局限，RFID技术和应用环境还很不成熟。主要表现在：制造技术较为复杂，智能标签的生产成本相对过高；标准尚未统一，最大的市场尚无法启动；应用环境和解决方案还不够成熟，安全性将接受很大考验。UWB(Ultra Wideband)即超宽带技术。UWB起源于20世纪50年代末，此前主要作为军事技术在雷达等通信设备中使用。随着无线通信的飞速发展，人们对高速无线通信提出了更高的要求，超宽带技术又被重新提出，并备受关注。与当前流行的短距离无线通信技术相比，UWB具有巨大的数据传输速率优势，在无线通信方面的创新性和利益性已引起了全球业界的关注。可以说，低成本、低功耗、高速率、简单有效的UWB通信正是人类所期望的梦幻般的无线通信方式。当然，UWB技术也存在自身的弱点。主要是占用的带宽过大，可能会干扰其他无线通信系统，因此其频率许可问题一直在争论之中。另外