短距離無線通信技術的發展與應用

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點擊量: 237712 來源: 中國儀器儀表信息網

    短距離無線通信技術的范圍很廣,在一般意義上,只要通信收發雙方通過無線電波傳輸信息,并且傳輸距離限制在較短的范圍內,通常是幾十米以內,就可以稱為短距離無線通信。

   1.短距離無線通信技術的特征

   首先,低成本是短距離無線通信的客觀要求,因為各種通信終端的產銷量都很大,要提供終端間的直通能力,沒有足夠低的成本是很難推廣的。

   其次,低功耗是相對其它無線通信技術而言的一個特點,這與其通信距離短這個先天特點密切相關,由于傳播距離近,遇到障礙物的幾率也小,發射功率普遍都很低,通常在1毫瓦量級。

   *后,對等通信是短距離無線通信的重要特征,有別于基于網絡基礎設施的無線通信技術。終端之間對等通信,無須網絡設備進行中轉,因此空中接口設計和高層協議都相對比較簡單,無線資源的管理通常采用競爭的方式(如載波偵聽)。

   2.主流的短距離無線通信技術

   目前幾種主流的短距離無線通信技術包括:高速WPAN技術;UBW高速無線通信技術,包括MB-OFDM、DS-UWB;WirelessUSB技術,WirelessUSB是一個全新無線傳輸標準,可提供簡單、可靠的低成本無線解決方案,幫助用戶實現無線功能。此外,還有低速WPAN技術和IEEE802.15.4/Zigbee,ZigBee是一種低速短距離無線通信技術。它的出發點是希望發展一種拓展性強、易建的低成本無線網絡,強調低耗電、雙向傳輸和感應功能等特色。ZigBeePHY和MAC層由IEEE802.15.4標準定義。IEEE802.15.4a是作為802.15.4的一個補充,其物理層的標準可能采用低速UWB技術。藍牙底層(PHY層和MAC層)協議的標準版本為IEEE802.15.1,大多數標準的制訂工作還是由藍牙小組(SIG)負責。RFID是一種非接觸的自動識別技術,其基本原理是利用射頻信號和空間耦合(電感或電磁耦合)傳輸特性實現對被識別物體的自動識別。RFID技術的發展得益于多項技術的綜合發展,包括芯片技術、天線技術、無線技術、電磁傳播技術、數據交換與編碼技術等。一套典型的RFID系統由電子標簽、讀寫器和信息處理系統組成。電子標簽與讀寫器配合完成對被識別對象的信息采集功能;信息處理系統則根據需求承擔相應的信息控制和處理工作。

   3.短距離無線通信的應用發展情況

   高速WPAN,目前主要應用于連接下一代便攜式消費電器和通信設備。它支持各種高速率的多媒體應用、高質量聲像配送、多兆字節音樂和圖像文檔傳送等。

   低速WPAN,主要用于家庭、工廠與倉庫的自動化控制,安全監視、保健監視、環境監視,軍事行動、消防隊員操作指揮,貨單自動更新、庫存實時跟蹤以及游戲和互動式玩具等方面的低速應用。

   根據工作頻率的不同,RFID系統大體分為中低頻段和高頻段兩類,典型的工作頻率為135kHz以下、13.56MHz、433MHz、860MHz~960MHz、2.45GHz和5.8GHz等。不同頻率RFID系統的工作距離不同,應用的領域也有差異。低頻段的RFID技術主要應用于動物識別、工廠數據自動采集系統等領域;13.56MHz的RFID技術已相對成熟,并且大部分以IC卡的形式廣泛應用于智能交通、門禁、防偽等多個領域,工作距離小于1m。較高頻段的433MHzRFID技術則被美國國防部用于物流托盤追蹤管理;而在RFID技術中,當前研究和推廣的重點是高頻段的860MHz~960MHz的遠距離電子標簽,有效工作距離達到3~6m,適用于對物流、供應鏈的環節進行管理;2.45GHz和5.8GHzRFID技術以有源電子標簽的形式應用在集裝箱管理、公路收費等領域。

   在實際應用中,我們還要處理好短距離無線通信系統與其他系統的關系,包括與現有固定無線接入系統、現有蜂窩移動通信系統以及數字家庭網絡的關系。
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