【短距离通信方案的选择2300字】

短距离通信方案的选择综述关于短距离通信技术的现状短距离通信技术范围很广，一般来说只要是通信距离较短，大概在100m之内的就属于这个技术范围。随着时代的发展，短距离通信技术在我们生活中使用的越来越多，例如我们家中常用的WIFI、还有我们使用的蓝牙音箱、蓝牙耳机、红外线遥控器之类的。大多数的短距离通信技术都有应用方便、成本低，功耗小的特点。其中功耗小是因为传播距离近，遇到障碍物的几率变小，发射的功率随之减小。短距离通信分为高速和低速两种、高速通信的传输速度超过了每秒100兆，同时设备距离在十米之内[2]。所以高速通信主要用在图像文档传送、高质量的声音和录像传输、还有各种多媒体设备之中。低速通信主要用在货单自动更新、互动式玩具、还有家庭的自动化控制领域之中。这是因为在100m之内设备传输速度小于每秒一兆。另外短距离通信具有对等通信特征，不需要高层协议和复杂的空中接口，也不需要网络设备之间的中转。蓝牙技术蓝牙技术是在1994年由爱立信公司研发的，之后由微软、三星和诺基亚等设备生产商进行推广，到现在的话基本经历了5个版本左右，早期的蓝牙十分昂贵，同时还存在数据泄露的危险。在规范了标准、改进了技术之后，蓝牙的功能慢慢变强，传输速度不断提高。到了蓝牙3.0的时候已经能够实现高速数据传输的需要了，蓝牙4.0中提出的低功耗功能使得蓝牙技术应用逐渐广泛。蓝牙5.0技术不仅能够实现在低功耗模式下更远的通信距离，而且还可以结合wifi实现精度小于1米的室内定位。现在最新的蓝牙版本是在2021年发布的蓝牙5.2。蓝牙5.2能够实现功耗控制功能、该功能主要是可以根据蓝牙信号的强度来调整发射功率，这在一定程度上使得蓝牙的功耗降低不少。因为蓝牙技术具有能量消耗低，信息传输免费和无需成本的特点。所以蓝牙技术在全球范围内都有应用，目前国际上统一规定蓝牙技术的使用频段为2.4GHzISM,[3]该频段与1600Hz的扩频技术相结合使得蓝牙传输的抗干扰能力增强。WIFI技术WIFI技术是在20世纪90年代发明的，并且1996年在美国申请了专利。该技术可以通过无线方式将电脑、手机等设备终端连接起来。WIFI技术之所以能够广泛应用在家庭和办公领域，主要是因为它不受布线条件的限制、节省了电缆铺设的资金、并且传输速度能达到几百兆、发射信号的功率低[4]。目前最新的WIFI技术是WIFI-6，该技术理论传输速度比上一代WIFI-5提高了3倍左右，支持两种工作频段，WIFI-6的TWT技术使得它更省电，并且它更安全。红外数据传输技术目前红外数据传输技术在软件和硬件方面都已经比较成熟，在手机、平板等小型设备中都有所应用[5]。红外数据传输技术最大传输速率在16MB/s左右，由于红外数据传输技术无需实体连接，所以成本低廉、使用简单[9]。红外数据传输技术的功耗也比较低、安全性高。但是红外数据传输技术只适合于点对点的直线传输，这是因为红外线的波长短，对障碍物的衍射能力差，还有一个缺点就是红外数据传输的距离短，一般在1m左右[11]。因为红外传输技术可以使传输容量较大的数据文件在短时间内传输，所以很适合用在多媒体的数据流当中。紫蜂技术紫蜂技术还有另外一个名称是Zigbee技术[6]，它可以工作在2.4GHz、915MHz和868MHz三个频段上，每个频段上的最高传输速度都不一样，紫蜂技术具有在两个频段之间免费传输、延时低、功耗低、制作成本低、网络容量大的优点[7]。一般来说，紫蜂技术的传输范围在10米-70米之间，并且紫蜂技术它自身带有地理定位。紫蜂技术唯一的缺点是数据传输速度慢[10]。目前紫蜂技术应用广泛，他可以应用在数据传输量低、地形复杂、监控网点多的环境之中，主要用在工业自动化、照明控制、电力系统等领域中。我们在家庭或办公领域也可利用紫蜂技术实现无线通信。UWB技术UWB技术起源于脉冲通信技术，之前一直用在军事领域，目前该技术已经用在了民用领域并且正处于高速发展的时期。在2020年10月，小米宣布在手机上内置了UWB技术，它将实现空间的精准定位。UWB技术最显著的优势就是他将定位精度提高到了厘米级别[8]。此外UWB技术还有发射功率低、穿透力强、传输速率最高达500兆每秒等优点，但是UWB技术的成本较高，现在UWB技术主要用在精准测量、智能家居、短距离多媒体等领域。无线射频识别技术无线射频识别技术是在20世纪40年代末诞生的，目前在我们生活中有特别多的应用，比如常见的门禁管理系统、车辆的自动收费、电子车票等。无线射频识别技术有多个应用频段，每个频段的应用也各不相同。无线射频识别技术有着环境适应能力强、信息传输效率高、结构简单的特点。但是该技术成本高、技术不够成熟、也不够安全[12]。短距离通信方案的选择通过对大多数常用的短距离通信技术的对比（如图2-1所示），总体来讲，短距离通信技术的优缺点的不同使得应用场所不同。因为要做的是基于短距离通信的物品防丢器，那么在传输速度这一块没必要选择最快的，然后因为要做的防丢器是要有便携性、使用时间长的特点，所以应该考虑体积小、功耗小的，还有一点就是通信距离的问题，用于物室内查找的话，那么通信距离就不能太短，那么就不能选择红外传输技术。但是同时又考虑到功耗与距离之间的问题，一般来说，距离远的通信技术的功耗也比较高，因此在这里选择折中一下，即满足较低功耗，同时距离也不近，最终选择了蓝牙通信为防丢器的短距离通信方案，蓝牙4.0已经已经实现了图2-SEQ图\*ARABIC1短距离图2-SEQ图\*ARABIC1短距离通信方案对比Fig.2-1Comparisonofshort-distancecommunicationsolutions蓝牙4.OBLE蓝牙4.0技术是在十年前提出的，主要的特点就是低功耗，主要有三种模式，分为高速模式、低功耗模式和传统模