ZigBee、WiFi、BLE大混戰(zhàn) 無線通信技術(shù)誰能勝出?
無線技術(shù)使得設(shè)備在不需要有線電纜的情況下能夠建立網(wǎng)絡(luò)連接并實現(xiàn)彼此之間的通信,本文將詳細(xì)介紹 5 種 IEEE 協(xié)議各自的特點。
各種類型的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持設(shè)備在沒有電纜的情況下實現(xiàn)設(shè)備和設(shè)備之間或者設(shè)備和 web(TCP/IP 網(wǎng)絡(luò))之間的通信。目前有多種不同的無線技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)(IoT)和機器到機器(M2M)通信領(lǐng)域的硬件產(chǎn)品中得到運用。
電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)有七個 802.15 技術(shù)任務(wù)組。這些組織為個人局域網(wǎng)的常用類型的無線技術(shù)設(shè)定了標(biāo)準(zhǔn)。這些 802.15 任務(wù)組包括:WPAN/藍(lán)牙、Coexistence、高速率 WPAN、低速率 WPAN、mesh 網(wǎng)絡(luò)、體域網(wǎng)和可見光通信。
每個 IEEE 協(xié)議都有其獨特的優(yōu)點和局限性。持續(xù)的開發(fā)投入使得這些協(xié)議的應(yīng)用價值越來越高,潛力越來越大。
LPWAN 是當(dāng)前無線技術(shù)中發(fā)展最為迅猛的組織。ZigBee 是一項開放性的全球化標(biāo)準(zhǔn),專為 M2M 網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計。
該技術(shù)具有低成本、低功耗的特點,是許多工業(yè)應(yīng)用的理想解決方案。同時具有低延遲和低占空比特性,允許產(chǎn)品最大限度地延長電池壽命。ZigBee 協(xié)議提供128位 AES 加密。此外,該技術(shù)還支持 Mesh 網(wǎng)絡(luò),允許網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通過多個路徑連接在一起。
ZigBee 無線技術(shù)最常用的應(yīng)用場景是智能家居設(shè)備領(lǐng)域。該技術(shù)將多個設(shè)備同時連接在一起的能力使其成為家庭網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的理想選擇,用戶可以實現(xiàn)智能鎖、燈光、機器人和恒溫器等設(shè)備之間的相互通信。
ZigBee 聯(lián)盟近期對這項技術(shù)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化,希望連接的兼容性和通用性更強。目前,所有的 ZigBee 設(shè)備都無法與其 他不同廠家的 ZigBee 設(shè)備直接進(jìn)行通信。希望標(biāo)準(zhǔn)化的制定能夠糾正這個問題,并且促使這些設(shè)備為最終用戶提供統(tǒng)一的功能。
在 Link Labs,我們的許多客戶之前都使用過 ZigBee,但他們發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍和性能問題限制了他們應(yīng)用程序的功能。
WiFi 使用無線電波(RF)來實現(xiàn)兩個設(shè)備之間的相互通信。該技術(shù)常用于將電腦、平板和手機等設(shè)備連接到路由器從而實現(xiàn)上網(wǎng)。 實際上,它可以用于任何兩個硬件設(shè)備的連接。WiFi 是由 IEEE 制定的運行在 802.11標(biāo)準(zhǔn)的本地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)。
WiFi 既可以使用全球 2.4GHz UHF頻段也可以使用 5GHz SHF ISM 無線電頻段。WiFi 聯(lián)盟認(rèn)證一些產(chǎn)品,允許將其標(biāo)記為“Wi-Fi 認(rèn)證”。為了獲得該指定,產(chǎn)品必須通過聯(lián)盟的互操作性認(rèn)證測試。
802.11b、802.11g 和 802.11n 在2.4GHz ISM 頻段上運行。該頻段容易受到一些藍(lán)牙設(shè)備以及一些微波爐和移動電話的干擾。
在上述兩種頻段上運行的設(shè)備都可以在美國運行,無需 FCC 許可證,但仍需要FCC第15部分認(rèn)證。每個頻道的前六個通道被認(rèn)為是私有無線電頻段的一部分。
藍(lán)牙和低功耗藍(lán)牙(BLE)(有什么區(qū)別?) 是用于短距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線技術(shù)。該技術(shù)經(jīng)常用于可連接用戶手機和平板的小型設(shè)備。例如,該技術(shù)多用于各種語音系統(tǒng)。
低功耗藍(lán)牙比標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)牙功率更小,用于健身跟蹤器、智能手表或者其他連接設(shè)備的小型硬件,以實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸,且不會嚴(yán)重影響用戶手機中的電池電量。
BLE 最近才開始被廣泛應(yīng)用。該技術(shù)最初由智能手機制造商諾基亞于2006年推出,但直到2010年才成為藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)的一部分。如今,BLE 被稱為智能藍(lán)牙,已經(jīng)得到了大多數(shù)智能手機和電腦制造商的支持,以及大多數(shù)主流操作系統(tǒng)包括 Windows 8、OS X、Linux、Windows Phone、Android和iOS的支持。
藍(lán)牙使用 UHF 無線電波進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。該技術(shù)最初標(biāo)準(zhǔn)化為 IEEE 802.15.1,但如今 IEEE 不再維護(hù)該特定標(biāo)準(zhǔn)。
使用藍(lán)牙的公司通常隸屬于藍(lán)牙特別興趣小組(SIG)。該集團目前擁有超過20,000名成員,并且必須先進(jìn)行產(chǎn)品認(rèn)證,然后才能將其作為藍(lán)牙設(shè)備推向消費者或者商業(yè)市場。該認(rèn)證有助于確保所有藍(lán)牙設(shè)備以標(biāo)準(zhǔn)化的方式工作,并為消費者提供相似的產(chǎn)品功能。
WiMax 代表的是全球互操作性微波接入技術(shù)。這種無線技術(shù)允許數(shù)據(jù)以30-40兆比特/秒的速率傳輸。該技術(shù)具體由IEEE 802.16無線家族實現(xiàn)其互操作性。
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