引 言

物聯(lián)網技術的出現(xiàn)，將信息互通的方式從H2H（Human to Human）擴展至M2M（Machine to Machine），是一種新的通過物物互聯(lián)來實現(xiàn)感知世界的技術手段，開辟了信息化的新途徑[1]。近年來，電子技術的發(fā)展產生了越來越多的便攜式個人通訊設備和家用電器，人們希望實現(xiàn)各種電子產品和其他設備之間的信息交互。通過一個小型的、短距離的無線網絡可以實現(xiàn)在任何時間、任何地點與任何人進行通信，從而促使RFID、藍牙、ZigBee、UWB 等技術應運而生。短距離無線通信技術作為物聯(lián)網架構體系的主要支撐技術得到了迅猛的發(fā)展，應用范圍逐步擴大[2]。

1 幾種短距離無線通信技術

短距離無線通信不存在一個嚴格的定義，它的范圍很廣泛，通過無線電波傳輸信息的通信雙方傳輸距離限制在較小范圍內，就可以稱為短距離無線通信 [3]，它主要關注建立局部范圍內臨時性的物聯(lián)網通信。短距離無線通信技術有三個顯著特點：第一個特點是低成本，工作頻率是免付費的 ISM 頻段； 第二個特點是低功耗，無線發(fā)射器的發(fā)射功率一般在 100 mW 以內 ；第三個特點是對等通信，通信距離大多在幾十米或上百米之內。

目前，射頻識別（RFID）技術、藍牙（Bluetooth）技術、ZigBee 技術、超寬帶（UWB）技術已被廣泛應用在短距離無線通信技術中。

1.1 射頻識別（RFID）技術

射頻識別（RFID）技術是一種無需直接接觸的自動識別技術，它是采用無線射頻技術對物體對象進行非接觸式操作， 并能夠自動識別的無線通信系統(tǒng) [4]。標簽、讀寫器、天線三部分構成一個最基本的RFID 系統(tǒng)，該系統(tǒng)的工作原理是標簽與讀寫器之間發(fā)送具有空間耦合、傳輸特性的射頻信號， 通過天線完成對物品的自動識別。

RFID 技術的主要特點為 ：自動讀取，實時顯示，簡單方便，應用領域廣，安全性能高。

1.2 藍牙（Bluetooth）技術

藍牙技術是一種低功率短距離的無線連接技術標準，該技術采用較低的成本完成設備間的無線通信，天線單元、鏈路控制單元、鏈路管理單元和軟件單元四部分組成一個藍牙系統(tǒng) [5,6]。藍牙技術的實質是要建立一個通用的無線電空中接口和控制軟件的統(tǒng)一標準，使得通信技術和計算機技術完美結合，在沒有電纜連接的情況下，不同廠家生產的便攜式設備可以在短距離范圍內擁有互相通信的功能。藍牙技術的出現(xiàn)推動和拓展了無線通信的應用領域。

藍牙技術的主要特點是 ：低功率，低成本，工作頻段為全球通用的 2.4 GHz，可同時傳輸音頻和數(shù)據(jù)，具有很好的抗干擾能力。

1.3 ZigBee技術

ZigBee 技術是一種新興的短距離、低速率、低功耗、低成本的無線網絡技術，是一種介于無線標記技術和藍牙技術之間的技術提案，該技術依據(jù)的研發(fā)標準是IEEE802.15.4 無線標準[7,8]。ZigBee 技術主要應用在短距離范圍內且數(shù)據(jù)傳輸速率要求不高的電子設備之間，通過多個ZigBee 節(jié)點的部署， 建立一個無線傳感器網絡，達到數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)哪康摹?

ZigBee 技術特點：數(shù)據(jù)傳輸速率低，為 20～250kb/s，功耗低、成本低、網絡容量大，每個ZigBee設備最多可與 254 個設備相連接，組成一個具有 255個節(jié)點的ZigBee網絡，覆蓋 10～75m的范圍，基本上可以覆蓋一般的家庭或辦公室環(huán)境，工作頻段相對比較靈活，不僅可以使用全球通用的 2.4GHz 頻段， 還可以使用歐洲的 868 MHz 頻段和美國的 915 MHz 頻段。

1.4 超寬帶（UWB）技術

超寬帶（UWB）技術是一種使用極窄脈沖方式完成無線發(fā)射和接收的特殊技術，它的獨特之處在于徹底摒棄了普通無線收發(fā)中必須采用載波調制的傳統(tǒng)技術手段，成為一種在時域中直接操作的無線技術，打破了傳統(tǒng)無線通信技術高速度、低成本和低功耗不可兼得的兩難問題。鑒于該技術的眾多優(yōu)點，使得它很好的應用在成像系統(tǒng)、車載雷達系統(tǒng)、通信與測量系統(tǒng)。依據(jù)美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）的規(guī)定， UWB通信系統(tǒng)可使用3.1～10.6GHz的頻段，在 10 m范圍內， 信號傳輸速率達到 500 Mb/s。

UWB技術的顯著特點是傳輸速度快，保密性強，兼容性好，定位精準，體積小，功耗低，系統(tǒng)結構易于實現(xiàn)，適合短距離通信[9]。

2 應用領域

目前，RFID 技術得到了業(yè)界越來越廣泛的關注，全球各大軟硬件廠商相繼投入大量的研究，主要應用領域包括 ：物流領域的倉庫管理、日用品銷售 ；運輸領域的集裝箱管理和包裝運輸，公路收費和車輛監(jiān)控；農林牧漁領域的跟蹤定位 [10]； 醫(yī)療領域的藥品生產、醫(yī)療垃圾跟蹤等。

藍牙具有功耗低及體積小的特性，因此它可以被集成到對數(shù)據(jù)傳輸速率要求不高的移動設備和便攜設備中。主要應用領域包括 ：家用無線聯(lián)網、移動辦公和會議聯(lián)網、個人局域網、Internet 接入服務、移動電子商務等。

ZigBee 技術應用領域主要包括智能家居、工業(yè)與環(huán)境控制、醫(yī)療看護等行業(yè)中的低速率無線通信，具體包括 ：家庭安全智能控制、工業(yè)控制、公共場所的煙霧探測、農業(yè)領域的信息采集及傳輸[11]、醫(yī)療部門的實時監(jiān)測與治療等。

UWB 技術最初被應用在軍事方面，后來拓展到民用領域， 具有很好的商業(yè)價值。主要包括兩方面技術，一方面是高速率數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩叹嚯x無線通信技術 ；一方面是精確測距、定位、成像等的無線探測技術。具體的應用領域包括 ：短距離高速無線多媒體智能網絡、智能交通系統(tǒng)、傳感網絡和智能環(huán)境、工程探測和救援、軍事領域等，超寬帶具有很寬的帶寬、低功耗，它可以與其他應用程序共存。因此，在無線通信領域， 超寬帶技術是一項非常有前途的技術。

結 語

短距離無線通信技術的飛速發(fā)展，助推了物聯(lián)網的普及速度，RFID、藍牙、ZigBee、UWB 等技術分別具有不同的優(yōu)缺點，可適用于不同的物聯(lián)網應用場景，它們相互之間是一個完美的補充。短距離無線通信技術將朝著物聯(lián)網的發(fā)展方向不斷努力，發(fā)揮其在各個層面上的作用，為打造智慧城市、建立智慧地球服務。