短距离无线通信技术的应用和发展

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摘要:短距离无线通信技术因其建造成本低、对抗环境变化能力强，再加上其相较于传统有线通信更加地便捷、灵活、扩展性强等优点，各种无线数据传输技术获得了巨大的发展和技术进步。本文就针对目前各种短距离无线通信技术的特点进行分析，探讨不同短距离无线通信技术的应用现状和发展前景。

关键词:短距离无线通信技术;特点;应用;前景

一般意义上，只要通信收发双方通过无线电波传输信息，无线发射功率在μW到100mW量级，通信距离在几厘米到几百米的范围内，就可以称为短距离无线通信。近年被人们广泛使用，且具有不错发展前景的短距离无线通信标准有：蓝牙（Bluetooth）、无线宽带（Wi-Fi）、红外数据传输（IrDA）、Zig-Bee、超宽带（UWB）和近场通信(NFC）等。每一种短距离无线通信技术都着眼于速度、距离、灵敏度、功能性和经济性上的扩展，但各自都有着不同的特点、应用层面和发展前景。下面，就对每一种短距离无线通信技术的优缺点和实际应用现状进行集中的分析与探讨。

1蓝牙

蓝牙是使用通讯介质为频率在2.402GHz到2.480GHz之间的电磁波，传输半径为10米，可以实现点对点或一点对多点的无线数据传输和声音传输，并能够达到固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换的一种无线技术标准。

1.1蓝牙技术的特点

蓝牙技术具有以下几个优点：（1）能够实现语音与数据的同步传输；（2）当采用对称信道传输数据时，传输速度比较快；（3）组网简单方便，可以建立一点对多点的临时性对等连接；（4）体积模块小，便于集成。蓝牙技术存在的缺点：（1）传输距离短，一般需在10m的范围内；（2）易受环境干扰；（3）网络组建规模小，只支持8个节点；（4）蓝牙技术的芯片价格高，植入成本高。

1.2蓝牙技术的应用现状

目前对于蓝牙技术的应用主要体现在这几个方面：手机、笔记本电脑、智能家居中嵌入微波炉、洗衣机、电冰箱、空调机等传统家用电器控制与信息传输方面。其发展的前景就取决于能否将蓝牙芯片的价格降低以减少其建造成本使其应用达到一定的规模，从而带来技术创新与应用的良性循环这一先决条件了。

2IrDAIrDA是一种利用

850nm的红外线进行点对点通信的技术，起初，其传输速率为2400bps到115200bps，传输范围1m，传输半角度为15度到30度。但目前IrDA最快数据传输率已经提升到4Mbps，甚至到16Mb/s。

2.1IrDA特点

IrDA具有成本低、体积小、功耗低、连接方便、方便使用、传输安全性较高的优点；但由于其是一种视距传输，如果通讯设备之间要实现有效传输，二者必须保持一定的距离并对准，中间不能被其它物体阻隔，因而该技术只能用于2台（非多台）设备之间的连接，而且传输速率比较低，所以，应用范围比较狭窄。

2.2IrDA的应用现状

主要集中在PDA、手机、打印机等小型移动设备和办公设备被上的应用。而解决视距传输问题及提高数据传输率成为影响其发展前景的主要因素。

3Wi-Fi

Wi-Fi是一种基于802.11协议的无线局域网接入技术，通常使用2.4GUHF或5GSHFISM射频频段，采用直接序列扩频技术，通信范围可达100m，数据传输速率最高可达11Mb/s。

3.1Wi-Fi的特点

Wi-Fi因其覆盖范围较广，传输的有效距离较长；传输速度快；与各种802.11DSSS设备兼容；使用成本较低；无须布线等优点，目前是使用最为广泛的短距离移动通信技术。但是由于Wi-Fi受距离和障碍物的影响较大；数据传输安全性差的缺点，也限制了Wi-Fi技术在工业上的广泛使用。

3.2Wi-Fi的应用现状

主要应用在SOHO、家庭无线网络以及火车站、汽车站、商场、机场、图书馆、校园、酒店等公共密集场所，适合高速数据传输的业务和移动数字办公。

4Zig-Bee

ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议，它使用2.4GHz波段，采用跳频技术，可与254个节点联网；它的基本速率是250kb/s，当降低到28kb/s时，传输范围可扩大到134m，并获得更高的可靠性。

4.1Zig-Bee的特点

Zig-Bee具有低功耗、低成本、自组网能力、数据传输可靠、网络容量大、复杂度低，支持大量节点、支持多种网络拓扑等优点。Zig-Bee专注于低速率传输应用，传输速率只有10kb/s～250kb/s，而且有效范围小，覆盖范围只在10～75m之间，所以其多应用在普通家庭和办公环境之中。

4.2Zig-Bee的应用现状及前景

主要应用在自动控制，安全系统、智能家居系统、传感器网络等领域，并且逐渐向家庭监控、身份识别系统和楼宇智能控制系统等领域拓展，另外在PC外设、医护、工控等领域也有巨大的发展前景。

5NFC

近场通信是一种短距高频的无线电技术，主要用于手持设备的短距离数据通信，由RFID射频识别的衍生而来，向下兼容RFID。传输半径一般为20cm，传输速率一般106Kbit/秒、212Kbit/秒或者424Kbit/秒三种。NFC就是把RFID读卡器与智能卡的功能整合在一起，能够实现点对点的短距离有效数据传输。

5.1NFC特点

NFC的主要优势是：安全性高，连接快，能耗低，与非接触智能卡技术兼容。但由于NFC采取了独特的信号衰减技术，NFC有效距离只有10cm，其传输的速度也比较低。5.2NFC的应用现状及前景NFC也可以简化蓝牙连接，实现设备之间的有效连；其在门禁、公交、移动支付、移动商务上有也着广泛的应用价值。

6结语

各种短距离无线通信技术都有着各自适用的频段、调制方式、作用距离、应用领域。如何立足于这些特点，不断完善和优化相关技术，实现与其他技术的差异化，以拓展功能性和经济性，满足不同应用层面人们对于短距离无线通信技术的有效需求。

参考文献

[1]郑达峰.短距离无线通信技术的优势及运用[J].通信电源技术,2014,31(06):70-71.

[2]张西岳.短距离无线网络通信技术及其应用[J].城市建设理论研究:电子版,2016(14).

作者:刘岩 单位:中国通信建设集团设计院有限公司第四分公司