短距离无线通信技术在物联网中的应用

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【摘要】在物联网时代短距离无线通信技术将会有十分重要的应用，本文对短距离无线通信技术以及其特点进行了分析，并且从蓝牙技术、WiFi技术、IrDA技术、ZigBee技术、UWB技术、以及仪器通信技术等方面介绍了短距离无线通信技术在物联网中的应用。

【关键词】短距离无线通信；物联网；数据传输

1短距离无线通信技术概述及特点

1.1短距离无线通信技术概述

短距离无线通信技术是建立在无线通信技术、计算机技术和半导体连接传输技术基础之上的，通过对三种技术进行整合而实现的一种通信技术。短距离无线通信技术的通信距离在100m以内，其最大的数据传输速度为100Mb/s，最低传输速度不足1Mb/s，利用短距离无线传输技术进行数据传输的优点在于低能耗和成本低，同时能够适应复杂的环境，如今短距离无线传输技术已经被广泛地应用于人们的日常工作和生活之中。

1.2短距离无线通信技术的基本特征

随着短距离通信技术的快速发展，其在人们生活中有了越来越重要的应用，通过研究表明，短距离无线通信技术主要具有以下几方面的特点：（1）短距离无线通信技术能够实现两个电子设备之间的数据传输，而且并不需要线路将两个设备通过线路连接，因此信息的传输更加的便捷。（2）短距离无线通信技术的通信距离比较短，在厘米到百米的范围之内，相应的其成本也比较低，而且可以广泛的应用于各种复杂的环境，信息传输的方式也比较灵活，还能够根据客户的需求来定制传输的内容，在数据传输方面具有多元化、便捷化以及人性化的优势，能够充分满足用户的实际需求。（3）短距离无线通信技术具有良好的安全性，通过对信息进行加密处理可以有效地保证信息安全，从而实现信息的安全传输。

2物联网中应用的短距离无线通信技术

2.1蓝牙技术

蓝牙技术是一种将语言通信和无线信息传递技术进行有效整合而成的短距离无线传输技术，蓝牙技术的特点在于具有较强的开放性和整合性。通过蓝牙技术来进行数据传输时不需要任何的辅助设备，因此可以降低电子设备间数据传输所需的成本和能源消耗，实现低成本、低消耗的数据传输。通过将蓝牙技术应用到物联网之中，能够提升物联网的传输速度。如今，蓝牙5.0标准已经正式，与前一代蓝牙技术相比。蓝牙5.0具有更快的传输速度，可以达到3MB/s，而且传输距离也得到了较大的提升，其极限传输距离可以达到300m，另外其抗干扰能力得到了有效提升，能够有效的抵御多种电磁干扰。蓝牙技术的问题在于，数据传输的安全性不能得到有效的保证，因此还需要对其进行进一步的研究来提升其性能。

2.2WiFi技术

当前WiFi技术在人们生活中已经得到了广泛的应用，WiFi技术的实质是IEEE802.11标准，该技术的信息传输速度很快，可以达到500MB/s，基本可以满足大部分用户对于数据传输的要求。在短距离无线通信技术中，WiFi的传输距离是比较大的，其最大的覆盖范围能够达到300m左右。WiFi技术对应的网络构架是比较简单的，只需要在系统前段按照一定的标准来完成热点的设置之后，在其覆盖区域内就能够实现和网络的连接。将WiFi技术应用于物联网之中，能够通过互联网络实现对物联网中设备的远程控制，而且还能够在局域网内部对设备进行本地控制。当前智能手机越来越普遍，也使WiFi技术应用的更加频繁和广泛，可以在各种场景进行有效的应用。WiFi技术的问题在于数据传输的安全性比较低，需要加强数据传输安全性方面的研究。

2.3IrDA技术

IrDA是一项十分成熟的短距离无线通信技术，其实建立在红外线技术基础之上的通信技术，该技术实最早建立个人局域网的无线通信技术。在1m的范围内，IrDA技术的数据传输速度能够达到16MB/s，可以说具有较快的传输速度，同时通过4PPM调制机制之后，能够实现大容量文件的迅速传输。IrDA技术另一个显著优点事安全性高，由于其是建立在红外线技术的基础之上的，红外线技术具有发射角度等方面的优点，因此使其数据传输的安全性高。另外，在实际应用过程中，IrDA技术可以实现和工业领域测控网络之间的互联，因此利用这一技术能够实现对工业生产动态的有效监控。IrDA技术的缺点在于受到距离的影响比较大，因此灵活性比较差。

2.4ZigBee技术

ZigBee技术是基于IEEE802.15.4协议开发的，其优点在于构造简单，并且能耗比较低，这一技术的覆盖范围在10~75m范围内，可以进行灵活的调整，而且具有多样的工作频段，不仅可以应用2.4GHz的全球通用频段，还可以应用欧洲的868GHz频段及美国的915MHz频段，在进行数据传输时可以达到20~250KB/s的速度。同时ZigBee技术数据传输的安全性比较高，该技术能够对数据进行检查和甄别，同时可以通过先进的加密算法进行加密，所以可以保证数据传输的安全性。ZigBee技术在工农业和商业的监视、传感器、自动化等领域都有十分重要的应用，同时在家庭自动化、消费电子、个人健康监护等方面的物联网中应用的也比较多。

2.5UWB技术

UWB技术，也被成为超宽带技术，这是一种在军事领域有着重要应用的短距离无线传输技术。UWB技术的理论数据传输速度可以达到1GB/s，实际传输速度可以达到480MB/s。该技术的工作频率为311~1016GHz，在10m的范围内能够实现有效的传输。将此技术应用到物联网技术中，应用OFDM对其进行调制，可以使其摆脱掉传统数据手法方式的约束，使其能够实现时域内的多样化操作。UWB技术在进行数据传输时还具有能耗低以及安全性高的优点，能够保证信息数据传输的安全性，不过当前UWB技术还没能实现民用，还需要对其进行进一步的研究。

3仪器通信的短距离无线通信技术应用

随着自动测试技术的快速发展，推动了仪器通信技术进一步发展。在短距离无线通信技术发展的带动下，仪器通信技术也在朝着无线数据传导模块的发展。在实际的研究过程中，通过移动nRF905芯片，仪器通信逐步实现了无线通信。nRF905芯片中应用了ShockBurst技术与GF-SK调制体制，从而极大的降低了集成电路的制造成本。当前基于nRF905芯片，仪器通信的数据传导速度能够达到50kB/s，而且在待机情况下的耗电量只有2LA。同时，由于nRF905芯片具有载波检测输出与数据接收等功能，能够有效的降低无线通信进程中意外碰撞事件发生的概率。此外，由于nRF905芯片的主要工作频段为868MHzISM，是符合国际标准的，利用其进其进行无线传输，在传导速度以及节能减排等方面都有一定的优势。

4结论

随着物联网技术的快速发展，短距离无线通信技术以其多样化的技术，以及低能耗和成本低，并且能够适应复杂的环境等方面的优点，将会在物联网中具有十分重要的应用。另外，短距离无线通信技术低成本、高功效的特点还是其在仪器通信领域具有较大的发展空间，利用短距离无线通信技术能够实现仪器间数据的传输，快速地进行数据的处理和计算，从而促进自动控制系统更加完善，提供生产的效率。

参考文献

[1]李国瑞.物联网中常用的几种短距离无线通信技术[J].信息通信，2017（10）：213~214.

[2]范春辉.物联网短距离无线传输技术研究[J].无线互联科技，2017（19）.收稿日期：2018-12-15

作者：李孟臻 单位：国家广播电视总局机关服务局