短距離無線通信技術在物聯(lián)網(wǎng)中的應用

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【摘要】在物聯(lián)網(wǎng)時代短距離無線通信技術將會有十分重要的應用，本文對短距離無線通信技術以及其特點進行了分析，并且從藍牙技術、WiFi技術、IrDA技術、ZigBee技術、UWB技術、以及儀器通信技術等方面介紹了短距離無線通信技術在物聯(lián)網(wǎng)中的應用。

【關鍵詞】短距離無線通信；物聯(lián)網(wǎng)；數(shù)據(jù)傳輸

1短距離無線通信技術概述及特點

1.1短距離無線通信技術概述

短距離無線通信技術是建立在無線通信技術、計算機技術和半導體連接傳輸技術基礎之上的，通過對三種技術進行整合而實現(xiàn)的一種通信技術。短距離無線通信技術的通信距離在100m以內，其最大的數(shù)據(jù)傳輸速度為100Mb/s，最低傳輸速度不足1Mb/s，利用短距離無線傳輸技術進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)點在于低能耗和成本低，同時能夠適應復雜的環(huán)境，如今短距離無線傳輸技術已經(jīng)被廣泛地應用于人們的日常工作和生活之中。

1.2短距離無線通信技術的基本特征

隨著短距離通信技術的快速發(fā)展，其在人們生活中有了越來越重要的應用，通過研究表明，短距離無線通信技術主要具有以下幾方面的特點：（1）短距離無線通信技術能夠實現(xiàn)兩個電子設備之間的數(shù)據(jù)傳輸，而且并不需要線路將兩個設備通過線路連接，因此信息的傳輸更加的便捷。（2）短距離無線通信技術的通信距離比較短，在厘米到百米的范圍之內，相應的其成本也比較低，而且可以廣泛的應用于各種復雜的環(huán)境，信息傳輸?shù)姆绞揭脖容^靈活，還能夠根據(jù)客戶的需求來定制傳輸?shù)膬热?，在?shù)據(jù)傳輸方面具有多元化、便捷化以及人性化的優(yōu)勢，能夠充分滿足用戶的實際需求。（3）短距離無線通信技術具有良好的安全性，通過對信息進行加密處理可以有效地保證信息安全，從而實現(xiàn)信息的安全傳輸。

2物聯(lián)網(wǎng)中應用的短距離無線通信技術

2.1藍牙技術

藍牙技術是一種將語言通信和無線信息傳遞技術進行有效整合而成的短距離無線傳輸技術，藍牙技術的特點在于具有較強的開放性和整合性。通過藍牙技術來進行數(shù)據(jù)傳輸時不需要任何的輔助設備，因此可以降低電子設備間數(shù)據(jù)傳輸所需的成本和能源消耗，實現(xiàn)低成本、低消耗的數(shù)據(jù)傳輸。通過將藍牙技術應用到物聯(lián)網(wǎng)之中，能夠提升物聯(lián)網(wǎng)的傳輸速度。如今，藍牙5.0標準已經(jīng)正式，與前一代藍牙技術相比。藍牙5.0具有更快的傳輸速度，可以達到3MB/s，而且傳輸距離也得到了較大的提升，其極限傳輸距離可以達到300m，另外其抗干擾能力得到了有效提升，能夠有效的抵御多種電磁干擾。藍牙技術的問題在于，數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩圆荒艿玫接行У谋ＷC，因此還需要對其進行進一步的研究來提升其性能。

2.2WiFi技術

當前WiFi技術在人們生活中已經(jīng)得到了廣泛的應用，WiFi技術的實質是IEEE802.11標準，該技術的信息傳輸速度很快，可以達到500MB/s，基本可以滿足大部分用戶對于數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?。在短距離無線通信技術中，WiFi的傳輸距離是比較大的，其最大的覆蓋范圍能夠達到300m左右。WiFi技術對應的網(wǎng)絡構架是比較簡單的，只需要在系統(tǒng)前段按照一定的標準來完成熱點的設置之后，在其覆蓋區(qū)域內就能夠實現(xiàn)和網(wǎng)絡的連接。將WiFi技術應用于物聯(lián)網(wǎng)之中，能夠通過互聯(lián)網(wǎng)絡實現(xiàn)對物聯(lián)網(wǎng)中設備的遠程控制，而且還能夠在局域網(wǎng)內部對設備進行本地控制。當前智能手機越來越普遍，也使WiFi技術應用的更加頻繁和廣泛，可以在各種場景進行有效的應用。WiFi技術的問題在于數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩员容^低，需要加強數(shù)據(jù)傳輸安全性方面的研究。

2.3IrDA技術

IrDA是一項十分成熟的短距離無線通信技術，其實建立在紅外線技術基礎之上的通信技術，該技術實最早建立個人局域網(wǎng)的無線通信技術。在1m的范圍內，IrDA技術的數(shù)據(jù)傳輸速度能夠達到16MB/s，可以說具有較快的傳輸速度，同時通過4PPM調制機制之后，能夠實現(xiàn)大容量文件的迅速傳輸。IrDA技術另一個顯著優(yōu)點事安全性高，由于其是建立在紅外線技術的基礎之上的，紅外線技術具有發(fā)射角度等方面的優(yōu)點，因此使其數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩愿?。另外，在實際應用過程中，IrDA技術可以實現(xiàn)和工業(yè)領域測控網(wǎng)絡之間的互聯(lián)，因此利用這一技術能夠實現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)動態(tài)的有效監(jiān)控。IrDA技術的缺點在于受到距離的影響比較大，因此靈活性比較差。

2.4ZigBee技術

ZigBee技術是基于IEEE802.15.4協(xié)議開發(fā)的，其優(yōu)點在于構造簡單，并且能耗比較低，這一技術的覆蓋范圍在10~75m范圍內，可以進行靈活的調整，而且具有多樣的工作頻段，不僅可以應用2.4GHz的全球通用頻段，還可以應用歐洲的868GHz頻段及美國的915MHz頻段，在進行數(shù)據(jù)傳輸時可以達到20~250KB/s的速度。同時ZigBee技術數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩员容^高，該技術能夠對數(shù)據(jù)進行檢查和甄別，同時可以通過先進的加密算法進行加密，所以可以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。ZigBee技術在工農(nóng)業(yè)和商業(yè)的監(jiān)視、傳感器、自動化等領域都有十分重要的應用，同時在家庭自動化、消費電子、個人健康監(jiān)護等方面的物聯(lián)網(wǎng)中應用的也比較多。

2.5UWB技術

UWB技術，也被成為超寬帶技術，這是一種在軍事領域有著重要應用的短距離無線傳輸技術。UWB技術的理論數(shù)據(jù)傳輸速度可以達到1GB/s，實際傳輸速度可以達到480MB/s。該技術的工作頻率為311~1016GHz，在10m的范圍內能夠實現(xiàn)有效的傳輸。將此技術應用到物聯(lián)網(wǎng)技術中，應用OFDM對其進行調制，可以使其擺脫掉傳統(tǒng)數(shù)據(jù)手法方式的約束，使其能夠實現(xiàn)時域內的多樣化操作。UWB技術在進行數(shù)據(jù)傳輸時還具有能耗低以及安全性高的優(yōu)點，能夠保證信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，不過當前UWB技術還沒能實現(xiàn)民用，還需要對其進行進一步的研究。

3儀器通信的短距離無線通信技術應用

隨著自動測試技術的快速發(fā)展，推動了儀器通信技術進一步發(fā)展。在短距離無線通信技術發(fā)展的帶動下，儀器通信技術也在朝著無線數(shù)據(jù)傳導模塊的發(fā)展。在實際的研究過程中，通過移動nRF905芯片，儀器通信逐步實現(xiàn)了無線通信。nRF905芯片中應用了ShockBurst技術與GF-SK調制體制，從而極大的降低了集成電路的制造成本。當前基于nRF905芯片，儀器通信的數(shù)據(jù)傳導速度能夠達到50kB/s，而且在待機情況下的耗電量只有2LA。同時，由于nRF905芯片具有載波檢測輸出與數(shù)據(jù)接收等功能，能夠有效的降低無線通信進程中意外碰撞事件發(fā)生的概率。此外，由于nRF905芯片的主要工作頻段為868MHzISM，是符合國際標準的，利用其進其進行無線傳輸，在傳導速度以及節(jié)能減排等方面都有一定的優(yōu)勢。

4結論

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的快速發(fā)展，短距離無線通信技術以其多樣化的技術，以及低能耗和成本低，并且能夠適應復雜的環(huán)境等方面的優(yōu)點，將會在物聯(lián)網(wǎng)中具有十分重要的應用。另外，短距離無線通信技術低成本、高功效的特點還是其在儀器通信領域具有較大的發(fā)展空間，利用短距離無線通信技術能夠實現(xiàn)儀器間數(shù)據(jù)的傳輸，快速地進行數(shù)據(jù)的處理和計算，從而促進自動控制系統(tǒng)更加完善，提供生產(chǎn)的效率。

參考文獻

[1]李國瑞.物聯(lián)網(wǎng)中常用的幾種短距離無線通信技術[J].信息通信，2017（10）：213~214.

[2]范春輝.物聯(lián)網(wǎng)短距離無線傳輸技術研究[J].無線互聯(lián)科技，2017（19）.收稿日期：2018-12-15

作者：李孟臻 單位：國家廣播電視總局機關服務局