物聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對比

IrDA（InfraredDataAssociation）是點(diǎn)對點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，通信距離一般在0到1米之間，傳輸速率最快可達(dá)16Mbps，通信介質(zhì)為波長900納米左右的近紅外線。其傳輸具備小角度（30度錐角以內(nèi)），短距離，直線數(shù)據(jù)傳輸，保密性強(qiáng)，傳輸速率較高的特點(diǎn)，適于傳輸大容量的文件和多媒體數(shù)據(jù)。并且無需申請頻率的使用權(quán)，成本低廉。IrDA已被全球范圍內(nèi)的眾多廠商采用，目前主流的軟硬件平臺均提供對它的支持。

IrDA的不足在于它是一種視距傳輸，2個(gè)相互通信的設(shè)備之間必須對準(zhǔn)，中間不能被其他物體阻隔，因而只適用于2臺（非多臺）設(shè)備之間的連接。

Bluetooth是1998年5月，東芝、愛立信、IBM、Intel和諾基亞共同提出該技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。它能夠在10米的半徑范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)對多點(diǎn)的無線數(shù)據(jù)和聲音傳輸，數(shù)據(jù)傳輸帶寬可達(dá)1Mbps。Bluetooth工作在全球開放的2.4GHzISM頻段，使用跳頻頻譜擴(kuò)展技術(shù)，通信介質(zhì)為2.402GHz到2.480GHz的電磁波。一臺Bluetooth設(shè)備可同時(shí)與七臺Bluetooth設(shè)備建立連接，在有效范圍內(nèi)可越過障礙物進(jìn)行連接，沒有特別的通信視角和方向要求。此外，Bluetooth還具備功耗低、通信安全性好、支持語音傳輸、組網(wǎng)簡單等特點(diǎn)。

但Bluetooth同時(shí)存在植入成本高、通信對象少、通信速率較低和技術(shù)不夠成熟的問題，它的發(fā)展與普及尚需經(jīng)過市場的磨煉，其自身的技術(shù)也有待于不斷完善和提高。

802.11Wi-Fi（Wireless Fidelity）即無線保真技術(shù)是另一種目前流行的技術(shù)。它使用的是2.4GHz附近的頻段。Wi-Fi基于IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g和IEEE802.11n。不僅傳輸?shù)挠行Ь嚯x很長，而且速率還高達(dá)上百兆，與各種802.11DSSS設(shè)備兼容。目前最新的交換機(jī)能把Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)從接近100米的通信距離擴(kuò)大到約6.5公里。另外，使用Wi-Fi的門檻較低。廠商只要在機(jī)場、車站、咖啡店、圖書館等人員較密集的地方設(shè)置“熱點(diǎn)”，并通過高速線路即可接入因特網(wǎng)。

紫蜂（ZigBee）技術(shù)，新一代的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將采用802.15.4（Zig.Bee）協(xié)議。ZigBee是一種供廉價(jià)的固定、便攜或移動設(shè)備使用的極低復(fù)雜度、成本和功耗的低速率無線連接技術(shù)，主要適合于自動控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入在各種設(shè)備中，同時(shí)支持地理定位功能。

Zigbee技術(shù)的特點(diǎn)主要有：

（1）低速率

ZigBee工作在20~250kbps的較低速率，分別提供250kbps（2.4GHz）、40kbps（915MHz1）和20kbps（868MHz）I~原始數(shù)據(jù)吞吐率，滿足低速率傳輸數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求。

（2）低時(shí)延

ZigBee的響應(yīng)速度較快，一般從睡眠轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)只需15ms節(jié)點(diǎn)連接進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)只需30ms，進(jìn)一步節(jié)省了電能。相比較，藍(lán)牙需要-10s，Wi—Fi則需要3s。

（3）低功耗、實(shí)現(xiàn)簡單

設(shè)備可以在電池的驅(qū)動下運(yùn)行數(shù)月甚至數(shù)年。低功耗意味著較高的可靠性和可維護(hù)性，更適合體積小的大量日常應(yīng)用。

（4）低成本

對用戶來說，低成本意味著較低的設(shè)備費(fèi)用、安裝費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用。ZigBee設(shè)備可以在標(biāo)準(zhǔn)電池供電的條件下（低成本）-r作，而不需要任何重?fù)Q電池或充電操作（低成本、易安裝）。

（5）網(wǎng)絡(luò)容量高

ZigBee通過使用IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的PHY和MAC層，支持幾乎任意數(shù)目的設(shè)備，這對于大規(guī)模傳感器陣列和控制尤其重要。

ZigBee技術(shù)的應(yīng)用范圍非常廣泛，其中包括智能建筑、軍事領(lǐng)域、工業(yè)自動化、醫(yī)療設(shè)備、智能家居及各種監(jiān)察系統(tǒng)等。ZigBee技術(shù)彌補(bǔ)了低成本、低功耗和低速率無線通信市場的空缺，其成功的關(guān)鍵在于豐富而便捷的應(yīng)用，而不是技術(shù)本身。

RFID（Radio Frequency Identification），即射頻識別，俗稱電子標(biāo)簽。它是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。RFID由標(biāo)簽（Tag）、解讀器（Reader）和天線（Antenna）三個(gè)基本要素組成。其基本工作原理并不復(fù)雜，標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息（PassiveTag，無源標(biāo)簽或被動標(biāo)簽），或者主動發(fā)送某一頻率的信號（ActiveTag，有源標(biāo)簽或主動標(biāo)簽）。解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

RFID可被廣泛應(yīng)用于安全防偽、工商業(yè)自動化、財(cái)產(chǎn)保護(hù)、物流業(yè)、車輛跟蹤、停車場和高速公路的不停車收費(fèi)系統(tǒng)等。從行業(yè)上講，RFID將滲透到包括汽車、醫(yī)藥、食品、交通運(yùn)輸、能源、軍工、動物管理以及人事管理等各個(gè)領(lǐng)域。然而，由于成本、標(biāo)準(zhǔn)等問題的局限，RFID技術(shù)和應(yīng)用環(huán)境還很不成熟。主要表現(xiàn)在：制造技術(shù)較為復(fù)雜，智能標(biāo)簽的生產(chǎn)成本相對過高；標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一，最大的市場尚無法啟動；應(yīng)用環(huán)境和解決方案還不夠成熟，安全性將接受很大考驗(yàn)。

UWB（Ultra Wideband）即超寬帶技術(shù)。UWB起源于20世紀(jì)50年代末，此前主要作為軍事技術(shù)在雷達(dá)等通信設(shè)備中使用。隨著無線通信的飛速發(fā)展，人們對高速無線通信提出了更高的要求，超寬帶技術(shù)又被重新提出，并備受關(guān)注。與當(dāng)前流行的短距離無線通信技術(shù)相比，UWB具有巨大的數(shù)據(jù)傳輸速率優(yōu)勢，在無線通信方面的創(chuàng)新性和利益性已引起了全球業(yè)界的關(guān)注。可以說，低成本、低功耗、高速率、簡單有效的UWB通信正是人類所期望的夢幻般的無線通信方式。

當(dāng)然，UWB技術(shù)也存在自身的弱點(diǎn)。主要是占用的帶寬過大，可能會干擾其他無線通信系統(tǒng)，因此其頻率許可問題一直在爭論之中。另外，有學(xué)者認(rèn)為，盡管UWB系統(tǒng)發(fā)射的平均功率很低，但由于其脈沖持續(xù)時(shí)間很短，瞬時(shí)功率峰值可能會很大，這甚至?xí)绊懙矫窈降仍S多系統(tǒng)的正常工作。但是學(xué)術(shù)界的種種爭論并不影響UWB的開發(fā)和使用，2002年2月美國通信協(xié)會（FCC）批準(zhǔn)了UWB用于短距離無線通信的申請。