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  無線通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用較為廣泛，計訊小編現(xiàn)對工作于2.4 GHz(ISM)頻段常用的短距離無線通信中ZigBee、藍(lán)牙(Bluetooth)、WiFi三者的技術(shù)優(yōu)勢、缺點及總的市場趨勢做了詳細(xì)分析。

  一、ZigBee

  1)、ZigBee簡介 ：

  Zigbee是IEEE 802.15.4協(xié)議的代名詞，這一名稱來源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構(gòu)成了群體中的通信網(wǎng)絡(luò)。

  其特點是近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本。主要適合用于自動控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。

  2)、ZigBee技術(shù)優(yōu)勢及不足：

  ZigBee技術(shù)優(yōu)勢主要包括以下幾個方面：

  1、低功耗

  兩節(jié)五號電池支持長達(dá)六個月到兩年左右的使用時間，然而Bluetooth僅能工作數(shù)周，WiFi只可工作數(shù)小時。

  2、低成本

  ZigBee數(shù)據(jù)傳輸速率低，協(xié)議簡單，所以大大降低了成本，且免收專利費。

  3、可靠

  采用了碰撞避免機(jī)制，同時為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專用時隙，避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時的競爭和沖突;節(jié)點模塊之間具有自動動態(tài)組網(wǎng)的功能，信息在整個ZigBee網(wǎng)絡(luò)中通過自動路由的方式進(jìn)行傳輸，從而保證了信息傳輸?shù)目煽啃浴?/span>

  4、網(wǎng)絡(luò)容量大

  ZigBee具有大規(guī)模的組網(wǎng)能力，每個網(wǎng)絡(luò)達(dá)60 000個節(jié)點。

  5、安全保密

  ZigBee提供了一套基于128位AES算法的安全類和軟件，并集成了IEEE 802.15.4的安全元素。

  6、工作頻段靈活

  使用頻段為2.4 GHz，868 MHz及915 MHz，均為免執(zhí)照頻段。

  同時ZigBee也存在著一些不足：

  1、傳輸范圍小

  在不使用功率放大器的前提下，ZigBee節(jié)點的有效傳輸范圍一般為10～75 m，僅能覆蓋普通的家庭和辦公場所。

  2、數(shù)據(jù)傳輸速率低

  在2.4 GHz的頻段也只有250 Kb/s，而且這只是鏈路上的速率，除掉幀頭開銷、信道競爭、應(yīng)答和重傳，真正能被應(yīng)用所利用的速率可能不足100 Kb/s，并且這余下的速率也可能要被鄰近多個節(jié)點和同一個節(jié)點的多個應(yīng)用所瓜分。

  3、時延不易確定

  由于ZigBee采用隨機(jī)接入MAC層，且不支持時分復(fù)用的信道接入方式，因此不能很好地支持一些實時的業(yè)務(wù)，而且由于發(fā)送沖突和多跳，使得時延變成一個不易確定的因素。

  二、藍(lán)牙(Bluetooth)

  1)、藍(lán)牙簡介

  藍(lán)牙技術(shù)最初由愛立信創(chuàng)制。1999年5月20日，索尼愛立信、IBM、英特爾、諾基亞及東芝等業(yè)界龍頭創(chuàng)立藍(lán)牙特別興趣組，制訂藍(lán)牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。1998年，愛立信公司希望無線通信技術(shù)能統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)而取名“藍(lán)牙”。

  藍(lán)牙(Bluetooth)技術(shù)致力于在10～100 m的空間內(nèi)使所有支持該技術(shù)的移動或非移動設(shè)備可以方便地建立網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系、進(jìn)行話音和數(shù)據(jù)通信。

  2)、藍(lán)牙發(fā)展趨勢

  藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟(Bluetooth Special Interest Group，SIG)日前宣布正式采納藍(lán)牙規(guī)格4.0版本，并啟動對應(yīng)的認(rèn)證計劃。在3.0+HS版本標(biāo)準(zhǔn)加入高速傳輸技術(shù)的基礎(chǔ)上，4.0版本又加入了之前諾基亞力推的Wibree低功耗傳輸技術(shù)。

  至此，藍(lán)牙已經(jīng)不是當(dāng)初大家熟悉的只適用于WPAN的“藍(lán)牙”了。而是集IEEE 802.15.1傳統(tǒng)藍(lán)牙，IEEE 802.11物理層和MAC層以及Wibree標(biāo)準(zhǔn)的“三合一”的藍(lán)牙。

  低功耗傳輸部分作為藍(lán)牙4.0版本的重點，沿用了曾經(jīng)的Wibree標(biāo)準(zhǔn)。采用簡單的GFSK調(diào)制，擁有極低的運行和待機(jī)功耗，使用一粒紐扣電池甚至可連續(xù)工作數(shù)年之久。

  毫無疑問，新的低功耗藍(lán)牙將挑戰(zhàn)諸如ZigBee、NFC等技術(shù)，低功耗藍(lán)牙的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎啾萙igBee的星型拓?fù)浜唵蔚枚啵鴤鬏斁嚯x又比NFC有很大優(yōu)勢，盡管是個后來者，但憑借其在手機(jī)和音頻領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，未來發(fā)展還是值得期待。

  3)、藍(lán)牙4.0(Bluetooth)版本技術(shù)細(xì)節(jié)

  1、數(shù)據(jù)傳輸

  藍(lán)牙低功耗技術(shù)支持很短的資料封包，其傳輸速度高達(dá)1 Mb/s。所有連接均采用先進(jìn)的嗅探性次額定功能模式，以實現(xiàn)超低的負(fù)載循環(huán)。藍(lán)牙低功耗技術(shù)的聯(lián)機(jī)建立僅需3 ms即可完成，同時能以應(yīng)用程序迅速啟動鏈接器，并以數(shù)毫秒的傳輸速度完成經(jīng)認(rèn)可的數(shù)據(jù)傳遞后并立即關(guān)閉連接。

  2、穩(wěn)定度

  藍(lán)牙低功耗技術(shù)使用24位的循環(huán)重復(fù)檢環(huán)(CRC)，能確保所有封包在受干擾時的最大穩(wěn)定度。

  3、高度安全

  使用CCM的AES-128完全加密，為數(shù)據(jù)封包提供高度加密性及認(rèn)證度。

  不可否認(rèn)，藍(lán)牙技術(shù)的缺點和優(yōu)點一樣明顯：

  數(shù)據(jù)傳輸瓶頸問題。高速跳頻使得藍(lán)牙傳輸安全性極高，同時也限制了藍(lán)牙傳輸過程中數(shù)據(jù)包不可能太大，哪怕是在宣傳的高保真藍(lán)牙耳機(jī)中，它的高低頻部分也是被嚴(yán)重壓縮的。

  4)、藍(lán)牙應(yīng)用

  通過使用Bluetooth技術(shù)產(chǎn)品，人們可以免除居家辦公電纜纏繞的苦惱。鼠標(biāo)、鍵盤、打印機(jī)、膝上型計算機(jī)、耳機(jī)和揚聲器等均可以在PC環(huán)境中無線使用，為室內(nèi)裝飾提供了更多創(chuàng)意和自由(設(shè)想，將打印機(jī)放在壁櫥里)。

  此外，通過在移動設(shè)備和家用PC之間同步聯(lián)系人和日歷信息，用戶可以隨時隨地存取最新的信息;通過無線立體聲耳機(jī)收聽從家庭音響或其他類似音頻設(shè)備傳送的流行音樂。

  三、WiFi

  1)、WiFi技術(shù)簡介

  WiFi(Wireless Fidelity，無線保真技術(shù))即IEEE 802.11協(xié)議，是一種短程無線傳輸技術(shù)，能夠在數(shù)百英尺范圍內(nèi)支持互聯(lián)網(wǎng)接人的無線電信號。WiFi的第一個版本發(fā)表于1997年，其中定義了介質(zhì)訪問接入控制層(MAC層)和物理層。

  規(guī)定了無線局域網(wǎng)的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和基本傳輸介質(zhì)，規(guī)范了物理層(PHY)和介質(zhì)訪問層(MAC)的特性。物理層采用紅外、DSSS(直接序列擴(kuò)頻)或FSSS(調(diào)頻擴(kuò)頻)技術(shù)。1999年又增加了IEEE 802.11a和IEEE 802.11g標(biāo)準(zhǔn)。其傳輸速率最高可達(dá)54 Mb/s。能夠廣泛支持?jǐn)?shù)據(jù)、圖像、語音和多媒體等業(yè)務(wù)。

  2)、WiFi技術(shù)優(yōu)勢

  無線電波的覆蓋范圍廣 藍(lán)牙的電波覆蓋范圍很小，半徑大約只有15 m，而WiFi的半徑可達(dá)100 m，甚至可以覆蓋整棟大樓。

  1、WiFi的傳輸速度很快

  最高可達(dá)54Mb/s，符合個人和社會信息化的需求。在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)，允許用戶在任何時間、任何地點訪問網(wǎng)絡(luò)，隨時隨地享受諸如網(wǎng)上證券、視頻點播(VOD)、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、視頻會議、網(wǎng)絡(luò)游戲等一系列寬帶信息增值服務(wù)。并實現(xiàn)移動辦公。

  2、健康安全

  IEEE 802.11規(guī)定的發(fā)射功率不可超過100 mW，實際發(fā)射功率約60～70 mW，而手機(jī)的發(fā)射功率約200 mW～1 W，手持式對講機(jī)高達(dá)5 W。與后者相比，WiFi產(chǎn)品的輻射更小。

  3、WiFi應(yīng)用現(xiàn)在已經(jīng)非常普遍

  支持WiFi的電子產(chǎn)品越來越多，像手機(jī)、MP4、電腦等，基本上已經(jīng)成為了主流標(biāo)準(zhǔn)配置。

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