常見物聯(lián)網(wǎng)近距離無線通信技術(shù)解析
當(dāng)下,帶有物聯(lián)網(wǎng)元素的智能手表、智能手環(huán)以及智能家居等產(chǎn)品已經(jīng)越來越多的滲透到我們的生活當(dāng)中,這些設(shè)備都是物聯(lián)網(wǎng)中的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。那么物聯(lián)網(wǎng)中常見的近距離聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有哪些?都有哪些特點?
物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)核心為C3SD(控制系統(tǒng)、計算系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、感知系統(tǒng)和數(shù)據(jù)海)。從技術(shù)上來說,物聯(lián)網(wǎng)可以分為三層:傳感層、通信層和應(yīng)用層。在通信層中,需要將這些數(shù)據(jù)和信息進行安全可靠地通信和傳輸,除了有線傳輸,就是無線傳輸,在無線傳輸系統(tǒng)中,短距離無線傳輸技術(shù)成為了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的一個重要分支。
無線通信是指利用電磁波信號在空間傳播的特性進行信息交換的一種通信方式,包括固定體之間的無線通信和移動通信兩大部分。一般意義上,只要通信收發(fā)雙方通過無線電波傳輸信息,單跳傳輸距離限制在較短(通常最遠為數(shù)百米)的范圍內(nèi),就可以稱為近距離無線通信。
近距離無線通信的技術(shù)特征包括:1、無線發(fā)射功率在µW到100mW量級;2、通信距離在幾厘米到幾百米;3、使用全向天線和線路板天線;4、應(yīng)用場景多,特別是頻率資源稀缺情況;5、不需要申請頻率資源使用許可證;6、無中心,自組網(wǎng);7、電池供電。
圖片來源于網(wǎng)絡(luò)
目前,物聯(lián)網(wǎng)中使用較廣泛的近距離無線通信技術(shù)有無線局域網(wǎng)802.11(Wi-Fi)、藍牙(Bluetooth)和紅外數(shù)據(jù)傳輸(IrDA),比較有發(fā)展?jié)摿Φ臒o線通信技術(shù)有:ZigBee、NFC、超寬頻(Ultra WideBand)、DECT等。
每一種近距離無線通信技術(shù)的立足點或是基于速度、距離、耗電量的特殊要求,也可能是著眼于功能的擴充性,或是經(jīng)濟行比較好,接下來電子發(fā)燒友小編就對這些近距離無線通信技術(shù)的特點及應(yīng)用做詳細介紹。
1、 Wi-Fi
Wi-Fi是一種允許電子設(shè)備連接到一個無線局域網(wǎng)(WLAN)的技術(shù),WIFI全稱Wireless Fidelity,又稱802.11標(biāo)準(zhǔn),通常使用2.4G UHF或5G SHF ISM 射頻頻段。連接到無線局域網(wǎng)通常是有密碼保護的;但也可是開放的,這樣就允許任何在WLAN范圍內(nèi)的設(shè)備可以連接上。無線保真是一個無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的品牌,由Wi-Fi聯(lián)盟所持有。目的是改善基于IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)路產(chǎn)品之間的互通性。
Wi-Fi技術(shù)的優(yōu)缺點
優(yōu)點
(1)無線電波的覆蓋范圍廣
無線電波的覆蓋范圍廣,基于藍牙技術(shù)的電波覆蓋范圍非常小,半徑大約只有50英尺左右 約合15米 ,而Wi-Fi的半徑則可達300英尺左右 約合100米
?。?)速度快,可靠性高
802.1 lb無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)范是IEEE 802.1 l網(wǎng)絡(luò)規(guī)范的變種,最高帶寬為l1 Mbps,在信號較弱或有干擾的情況下,帶寬可調(diào)整為5.5Mbps、2Mbps和1Mbps,帶寬的自動調(diào)整,有效地保障了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。
WiFi技術(shù)的缺點
移動WiFi技術(shù)只能作為特定條移動WiFi技術(shù)的應(yīng)用,相對于有線網(wǎng)絡(luò)來說,無線網(wǎng)絡(luò)在其覆蓋的范圍內(nèi),它的信號會隨著離節(jié)點距離的增加而減弱,WiFi技術(shù)本身ll Mb/s的傳輸速度有可能因為距離的增加到達終端用戶的手中只剩1 M 的有效速率,而且無線信號容易受到建筑物墻體的阻礙,無線電波在傳播過程中遇到障礙物會發(fā)生不同程度的折射、反射、衍射,使信號傳播受到干擾,無線電信號也容易受到同頻率電波的干擾和雷電天氣等的影響。
WiFi網(wǎng)絡(luò)由于不需要顯式地申請就可以使用無線網(wǎng)絡(luò)的頻率,因而網(wǎng)絡(luò)容易飽和而且易受到攻擊。WiFi網(wǎng)絡(luò)的安全性差強人意。802.1 1提供了一種名為WEP的加密算法,它對網(wǎng)絡(luò)接入點和主機設(shè)備之間無線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行加密,防止非法用戶對網(wǎng)絡(luò)進行竊聽、攻擊和入侵。但由于WiFi天生缺少有線網(wǎng)絡(luò)的物理結(jié)構(gòu)的保護,而且也不像要訪問有線網(wǎng)絡(luò)之前必須先連接網(wǎng)絡(luò),如果網(wǎng)絡(luò)未受保護,只要處于信號覆蓋范圍內(nèi),只需通過無線網(wǎng)卡別人就可以訪問到你的網(wǎng)絡(luò),占用你的帶寬,造成你信息泄露。
Wi-Fi技術(shù)的應(yīng)用
WLAN未來最具潛力的應(yīng)用將主要在SOHO、家庭無線網(wǎng)絡(luò)以及不便安裝電纜的建筑物或場所。目前這一技術(shù)的用戶主要來自機場、酒店、商場等公共熱點場所。Wi-Fi技術(shù)可將Wi-Fi與基于XML或Java的Web服務(wù)融合起來,可以大幅度減少企業(yè)的成本。例如企業(yè)選擇在每一層樓或每一個部門配備802.11b的接入點,而不是采用電纜線把整幢建筑物連接起來。這樣一來,可以節(jié)省大量鋪設(shè)電纜所需花費的資金。