短距离无线通信技术在校园的应用

前言：想要写出一篇引人入胜的文章？我们特意为您整理了短距离无线通信技术在校园的应用范文，希望能给你带来灵感和参考，敬请阅读。

【摘要】自从无线通信技术出现以来，人们的通信效率大大提高。短距离无线通信技术是无线通信技术的重要分支，其在最近几十年取得了突破性发展。本文首先对它的发展进行了阐述，然后对其中最常见到的Wi-Fi技术、蓝牙技术和ZigBee技术进行分析对比，最后探讨了短距离无线通信技术在校园里的各种应用。

【关键词】短距离无线通信技术；Wi-Fi技术；蓝牙技术；ZigBee技术

引言

第三次科技革命出现以来，通信技术取得长足的进步，其中短距离无线通信技术不断突破，涌现了许多新技术。随着不断推广普及，短距离无线通信技术应用范围越来越广，影响的领域越来越多。如何将短距离无线通信技术更好应用于校园当中，更好促进教育事业的发展，成为一个值得探讨的重要话题。

1短距离无线通信技术的发展

1899年秋，马可尼最早将电磁波运用在实际通信之中，用无线电设备传输了4000多字的新闻报道。20世纪初，随着二极管、三极管等元件被相继发明和不断改进，无线电发射和接收的难题得到解决，无线通信技术开始飞速发展。第三次科技革命以来，随着互联网的逐渐普及，信息传输交互的需求日益增大。传统的有线通信方式，因为布线麻烦、占用空间、不灵活、不够美观等缺点，难以满足多样化的通信需求。相比之下，无线通信具有受地理环境影响小、扩展性好、使用便捷、维护方便等明显优点，因而广受消费者喜欢。短距离无线通信技术是指应用于100m范围内的无线通信技术。目前，无线通信技术正朝着多元化和多样化方向不断发展[1]。物联网时代的到来将使得通信需求再次爆炸性增长。要实现万物互联，仅凭有线通信远远不够。可以预见，未来短距离无线通信技术将得到更多重视、更大发展和更广阔的应用[2]。

2典型短距离无线通信技术的分析与比较

2.1三种典型的短距离无线通信技术

随着技术发展，可供选择的短距离无线通信技术越来越多。但是目前，得到最广泛应用的主要是Wi-Fi技术、蓝牙技术和ZigBee技术。

2.1.1Wi-Fi技术

Wi-Fi技术是日常生活中使用最多的短距离无线通信技术，通常使用2.4GUHF或5GSHFISM射频频段。使用WiFi技术需要路由装置和WiFi设备。路由装置将网络信号转为Wi-Fi信号发射出去。Wi-Fi的传输速度非常快，可达到54Mbps，能满足日常学习、工作、生活需要。虽然Wi-Fi通信技术的传输质量和数据安全性不是很好，但由于传输速率快、技术兼容性好、发射功率低、连接方便等诸多优点[3]，成为应用最为广泛的短距离无线通信技术。

2.1.2蓝牙技术

1994年，爱立信公司JaapHaartsen博士创制了蓝牙技术，最初是为了替代RS-232。后来，蓝牙技术得到重视，发展迅速并获得广泛应用。蓝牙技术使用2.4到2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波。微微网和分散网是蓝牙技术的两种组网方式。微微网中只有一个主设备，这个主设备最多可与同一微微网中的七个从设备进行通信。各个从设备之间则不能进行通信。如果多个微微网有重叠区域，就构成了分散网。在分散网中，某一微微网中的主设备可能是另一微微网的从设备，从而可以实现不同微微网之间的通信。蓝牙技术的主要优势在于其具有良好的抗干扰能力。通过建立蓝牙连接，不同设备之间能够在短距离内可靠传输高质量音频文件、视频文件等等，且无需额外增加过多成本。蓝牙技术应用广泛，例如用于实现计算机、键盘、鼠标、耳机等之间的互联，或用于实现共享单车的开锁等。蓝牙技术的缺点在于数据传输距离非常短，而且安全保密性不高。

2.1.3ZigBee技术

ZigBee技术是一种新兴的低功耗短距离无线通信技术，使用2.4GHz、868MHz、915MHz三个频段，其最高传输速率分别为250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s。ZigBee通信技术由ZigBee设备和ZigBee网关组成。ZigBee设备负责采集数据信息，ZigBee网关负责转换数据信息并与互联网实现数据信息的交互。与蓝牙技术只允许主从设备互相通信不同，ZigBee中每个无线数传模块之间可以互相通信。此外，每个网络节点的距离也可以在标准的75m基础上无线扩展。ZigBee技术的突出优点是功耗低、时延短和安全可靠，能满足以电池为电源的要求。因此，ZigBee技术广泛应用于移动POS机终端、智能交通、工厂自动化传感设备、医疗监测与治疗等领域。

2.2典型短距离无线通信技术的比较

Wi-Fi技术与蓝牙技术都使用ISM2.4GHz公共频段。但是在跳频方式、传输范围、应用范围等方面，Wi-Fi技术和蓝牙技术并不一样。Wi-Fi技术和蓝牙技术分别使用DSSS（直序列扩频）和FHSS（跳频扩谱）方式。Wi-Fi的传输范围可以达到100m甚至更远，而蓝牙的传播距离通常不超过50m。Wi-Fi技术属于WLAN无线局域网，采用多个终端同时传输的网路模式，而蓝牙技术属于WPAN无线个域网，既点对点连接传输方式。Wi-Fi技术广泛用于将各种移动设备或计算机等连接上互联网，而蓝牙技术主要用于实现设备与设备之间点对点式的通信。WiFi技术和ZigBee技术都能实现将设备连接上互联网。WiFi技术的优势主要在于：①能直接接入互联网；②网络带宽比较大；③统一使用TCP/IP协议，组网方便；④普及面广，路由器便宜，推广使用成本低；⑤传输距离较远。WiFi技术的劣势主要在于安全性差、稳定性差、功耗较大，而且最多只能支持连接几十台设备。ZigBee技术的优势主要在于：①安全性非常高；②支持同时连接设备数量大，可多达几万台；③功耗低，能使用电池作为电源。ZigBee技术的劣势主要是网关成本较高、通信速率较慢[3]、抗干扰能力弱、通信距离较短。

3短距离无线通信技术在校园里的应用

目前，短距离无线通信技术已经在诸多领域得到普及，大大提高了各领域的通信效率。教育是社会进步的基石，研究短距离无线通信技术在校园里的应用具有重要价值。

3.1智能教学系统

现代智能教学系统中广泛应用了短距离无线通信技术，例如PPT遥控翻页笔、WIFI签到等。当下，PPT授课已经成为课堂授课的主流方式。PPT遥控翻页笔可以让老师摆脱电脑鼠标的束缚，自由在课堂中与学生互动。PPT遥控翻页笔的一种实现方式是使用蓝牙技术。翻页笔中内置低能耗蓝牙模块，通过连接电脑端的USB接收器，就可以实现可靠的短距离无线通信。

3.2监控与广播系统

布置在教室里的视频监控装置能提高老师监督管理的效率，更好维护课堂、考场的秩序。短距离无线通信技术在智能视频监控系统中发挥重要作用。视频监控设备可以通过连接Wi-Fi将视频数据传输到互联网云端。老师在办公室使用连接上互联网的计算机甚至手机就能实时观看教室的视频。

3.3紧急安防系统

学校作为一个较大的人群聚集地，必须要有完善的安防系统。短距离无线通信技术可以用于实现校园内安防系统设备之间的互联互通。例如，将入侵报警系统的设备连接上Wi-Fi，一旦出现非法入侵校园的警报，可以第一时间将数据上传到云端，被监控室的人员及时发现。在校园紧急救援领域，利用短距离无线通信技术建立科学完善的通信系统，可以大大提高救援队伍的通信效率，从而确保救援工作顺利有效开展。

4结语

随着相关研究的深入，短距离无线通信的实现方式越来越多，技术越来越先进，其在校园里也将得到越来越广泛的应用，必将为改进教学方式、提高学习效率、提高校园现代化水平、保障校园安全等作出更大贡献。

参考文献

[1]马瑞.分析短距离无线通信主要技术与应用[J].通讯世界，2015（11）：95~96.

[2]刘浩然，李明利，付马同庆.物联网建设中的短距离无线通信技术[J].信息通信，2018（07）：162~163.

[3]刘岩.短距离无线通信技术的应用和发展[J].电子技术与软件工程，2018（17）：38.

作者：杜知益 单位：四川省广安市武胜县武胜中学校