通俗易懂物聯(lián)網(wǎng)(5)：近距離無(wú)線通信技術(shù)
2019-11-6新聞
前面介紹過(guò)，物聯(lián)網(wǎng)的物物相連是眾多物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備之間的相連，要讓這些設(shè)備連接起來(lái)就需要有網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的支撐。在物聯(lián)網(wǎng)中，兩個(gè)終端設(shè)備之間的距離可能會(huì)非常的短(例如都分布在一個(gè)房間內(nèi)，或者是一個(gè)園區(qū)內(nèi))，這就需要我們選擇合適的近距離無(wú)線通信技術(shù)。為什么是無(wú)線通信技術(shù)呢？因?yàn)樵诤芏嗟胤?，是不可能或者很難部署有線網(wǎng)絡(luò)的，如公路上、下水道中。本文介紹在物聯(lián)網(wǎng)中，比較常用的近距離無(wú)線通信技術(shù)。
Wi-Fi
說(shuō)到近距離的無(wú)線通信技術(shù)，大家可能首先就會(huì)想到Wi-Fi了。確實(shí)，現(xiàn)在Wi-Fi幾乎遍布城市的各個(gè)角落，我們到一家餐廳去，坐下來(lái)后的第一件事情就是將手機(jī)的Wi-Fi連上。
Wi-Fi是一種可以將個(gè)人電腦、手持設(shè)備(如平板、手機(jī))等終端以無(wú)線方式互相連接的技術(shù)，事實(shí)上它是一個(gè)高頻無(wú)線電信號(hào)。Wi-Fi的使用場(chǎng)景以室內(nèi)為主，特別滿足物聯(lián)網(wǎng)近距離無(wú)線通信的要求。
ZigBee
ZigBee技術(shù)是一種短距離、低功耗的無(wú)線通信技術(shù)，其特點(diǎn)是近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗和低數(shù)據(jù)速率，主要用于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入到各種設(shè)備中。簡(jiǎn)而言之，ZigBee就是一種便宜的、低功耗的近距離無(wú)線通信技術(shù)，適用于物聯(lián)網(wǎng)的各種場(chǎng)景中。
藍(lán)牙
藍(lán)牙技術(shù)最初是由電信巨頭愛(ài)立信公司于1994年發(fā)明的，它是一種無(wú)線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，可實(shí)現(xiàn)固定設(shè)備、移動(dòng)設(shè)備和樓宇個(gè)人局域網(wǎng)之間的短距離數(shù)據(jù)交換。另外，藍(lán)牙設(shè)備之間通常以兩個(gè)設(shè)備單向通信為主，可用于物聯(lián)網(wǎng)的特定領(lǐng)域中。
iBeacon
iBeacon是蘋(píng)果公司于2013年9月發(fā)布的iOS7上配備的新功能，其工作方式是，配備有低功耗藍(lán)牙通信功能的設(shè)備使用BLE技術(shù)向周圍發(fā)送自己特有的ID，接收到該ID的應(yīng)用軟件會(huì)根據(jù)該ID采取一些行動(dòng)。iBeacon是一種廣播方式，只是帶有了距離檢測(cè)的能力。
RFID
RFID(Radio FrequencyIdentification)技術(shù)又稱無(wú)線射頻識(shí)別，是一種無(wú)線通信技術(shù)，可通過(guò)無(wú)線電信號(hào)識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫(xiě)相關(guān)數(shù)據(jù)，而無(wú)需在識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。射頻識(shí)別系統(tǒng)最重要的優(yōu)點(diǎn)是非接觸式識(shí)別，它能穿透雪、霧、冰、涂料、塵垢等惡劣環(huán)境閱讀標(biāo)簽，并且閱讀速度極快，大多數(shù)情況下讀取數(shù)據(jù)時(shí)間不超過(guò)100ms。
RFID通常被用來(lái)進(jìn)行物體識(shí)別，但貼有RFID標(biāo)記的物體若無(wú)主動(dòng)通信能力，不能作為物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備，這種情況下物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備應(yīng)該是RFID讀寫(xiě)器或者有源RFID設(shè)備。在大多數(shù)情況下，RFID的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為一對(duì)多方式，即一個(gè)讀寫(xiě)器對(duì)應(yīng)多個(gè)貼有RFID標(biāo)記的物體。
NFC
NFC(Near Field Communication，近場(chǎng)通信)是一種短距高頻的無(wú)線電技術(shù)，在13.56MHz頻率運(yùn)行于20cm距離內(nèi)。它是由非接觸式RFID及互聯(lián)互通技術(shù)整合演變而來(lái)的，在單一芯片上結(jié)合感應(yīng)式讀卡器、感應(yīng)式卡片和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的功能，能在短距離內(nèi)與兼容設(shè)備進(jìn)行識(shí)別和數(shù)據(jù)交換。
NFC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通常用于安全快速的數(shù)據(jù)交換上，有卡模式和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式，因此為一對(duì)一的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
IrDA
初始的IrDA(Infrared DataAssociation，紅外數(shù)據(jù)組織)1.0標(biāo)準(zhǔn)制訂了一個(gè)串行、半雙工的同步系統(tǒng)，傳輸速率為2400bit/s~115200bit/s，傳輸范圍為1m，傳輸半角度為15度~30度。近期，IrDA擴(kuò)展了其物理層規(guī)格，使得數(shù)據(jù)傳輸率提升到4Mbit/s。IrDA通常采用單向的數(shù)據(jù)傳輸拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
總結(jié)
本文介紹了在物聯(lián)網(wǎng)中常用的幾種近距離無(wú)線通信技術(shù)，包括：Wi-Fi 、ZigBee、藍(lán)牙、iBeacon、RFID、NFC和IrDA。本文提到的每種近距離通信技術(shù)都是一套復(fù)雜的體系，都有其特定的使用場(chǎng)景，我們不能武斷地認(rèn)為一個(gè)技術(shù)優(yōu)于另一個(gè)技術(shù)，而是要根據(jù)具體的使用場(chǎng)景靈活地選擇最合適的近距離無(wú)線通信技術(shù)。
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