短距離無線通信有哪些通信方式？

1.Wi-Fi

理論上，用戶位于接入點(diǎn)周圍的某個(gè)區(qū)域，但如果被墻遮擋，建筑物內(nèi)的有效傳輸距離將小于室外。WiFi技術(shù)主要用于SOHO、購(gòu)物中心、機(jī)場(chǎng)、家庭無線網(wǎng)絡(luò)、機(jī)場(chǎng)、酒店、其他公共熱點(diǎn)等不方便安裝電纜的建筑物和場(chǎng)所，節(jié)省了大量電纜鋪設(shè)費(fèi)用。

2.藍(lán)牙

無線數(shù)據(jù)和語(yǔ)音通信的開放全球規(guī)范。藍(lán)牙技術(shù)應(yīng)用的技術(shù)就是在固定或移動(dòng)的設(shè)備之間的通信環(huán)境建立通用的短距離無線接口。其傳輸頻帶是世界通用的2.4GHzISM頻帶。提供1Mbps的傳輸率和10m的傳輸距離。缺點(diǎn):芯片尺寸和價(jià)格難以下降，抗干擾性不強(qiáng)，傳輸距離太短，信息安全問題等。

3.ZigBee

這主要用于短距離內(nèi)的各種電子設(shè)備之間，數(shù)據(jù)傳輸速度不高。ZigBee這個(gè)名字來源于蜂群用于生存和發(fā)展的交流方式。蜜蜂曲折地跳舞，分享新發(fā)現(xiàn)的食物的位置、距離和方向。ZigBee可以說是同一個(gè)藍(lán)牙家族的兄弟。這個(gè)家族使用2.4GHz頻帶，使用跳頻技術(shù)。但ZigBee比藍(lán)牙簡(jiǎn)單低速，功耗和成本低?；舅俾蕿?50kb/s，降低到28kb/s時(shí)，傳輸范圍可以擴(kuò)展到134m，可以得到更高的可靠性。它還可以連接到254個(gè)節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)。比藍(lán)牙更好地支持游戲、家電、設(shè)備和家庭自動(dòng)化應(yīng)用程序。

4.IrDA

是使用紅外線進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(PAN)的第一項(xiàng)技術(shù)。目前，其軟件和硬件技術(shù)非常成熟，在PDA、手機(jī)、筆記本電腦、打印機(jī)和其他產(chǎn)品等小型移動(dòng)設(shè)備上支持IrDA。

優(yōu)點(diǎn):不需要申請(qǐng)使用權(quán)，低成本紅外線通信，體積小，功耗低，連接方便，移動(dòng)通信所需的簡(jiǎn)單易用，紅外線輻射角小，傳輸安全性高。

缺點(diǎn):此技術(shù)只能用于兩個(gè)(非多個(gè))設(shè)備之間的連接。藍(lán)牙技術(shù)就沒有這個(gè)限制，所以IrDA現(xiàn)在的研究方向是解決視距傳輸問題和提高數(shù)據(jù)傳輸速度的方法。

5.NFC

像飛利浦、諾基亞和索尼推進(jìn)的RFID(非接觸射頻識(shí)別)這樣的短距離無線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。與RFID不同，NFC使用雙向識(shí)別和連接。動(dòng)作在13.56MHz的頻率范圍內(nèi)，距離為20cm。NFC最初只是遠(yuǎn)程控制識(shí)別和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的組合，但現(xiàn)在逐漸發(fā)展成了無線連接技術(shù)。

NFC通過在一個(gè)設(shè)備上組合所有識(shí)別應(yīng)用程序和服務(wù)，解決了存儲(chǔ)多個(gè)密碼的故障，確保了數(shù)據(jù)的安全。使用NFC，可以在多個(gè)設(shè)備(例如，數(shù)字照相機(jī)、PDA、機(jī)頂盒、計(jì)算機(jī)、手機(jī)等)之間實(shí)現(xiàn)無線互連，并相互交換數(shù)據(jù)和服務(wù)。同樣，要構(gòu)建Wi-Fi系列無線網(wǎng)絡(luò)，需要具有多個(gè)計(jì)算機(jī)、打印機(jī)和其他無線卡的設(shè)備。還要求一些技術(shù)專家完成這項(xiàng)工作。在接入點(diǎn)上設(shè)置NFC后，如果其中兩個(gè)處于關(guān)閉狀態(tài)，則可以進(jìn)行通信，比設(shè)置Wi-Fi連接容易得多。

6.UWB超寬帶

無線載波通信技術(shù)。因?yàn)槭褂眉{秒量級(jí)的非正弦波窄脈沖而不是正弦波載波來傳輸數(shù)據(jù)，UWB可以以非常寬的帶寬傳輸信號(hào)。美國(guó)FCC規(guī)定，所以占了很大的頻譜。UWB在3.1到10.6GHz頻帶內(nèi)占有500MHz以上的頻帶。

UWB近年來發(fā)展迅速，因?yàn)樗梢允褂玫凸摹⒌蛷?fù)雜度的收發(fā)機(jī)實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸。使用低功率脈沖，可以以非常寬的頻譜傳輸數(shù)據(jù)，并利用頻譜資源，而不會(huì)對(duì)傳統(tǒng)的窄帶無線通信系統(tǒng)造成重大干擾?；赨WB技術(shù)的高速數(shù)據(jù)收發(fā)機(jī)有廣泛的用途。

UWB技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)復(fù)雜度低，發(fā)送信號(hào)的功率譜密度低，對(duì)信道衰落不敏感，攔截能力低，定位精度高。特別適合在室內(nèi)等高密度多路徑站點(diǎn)進(jìn)行高速無線訪問，以及構(gòu)建高效的無線LAN和無線個(gè)人LAN(wpan)。UWB主要用于墻壁、地面和人體可以透過的狹窄范圍、高分辨率雷達(dá)和圖像系統(tǒng)。

此外，這項(xiàng)新技術(shù)也適用于需要非常高的速率(100Mb/s以上)的LAN和PAN，即光纖昂貴的情況。通常，UWB可以在10m內(nèi)實(shí)現(xiàn)高達(dá)數(shù)百M(fèi)bps的傳輸性能，但遠(yuǎn)程應(yīng)用的IEEE802.11b或HomeRF無線PAN的性能比UWB強(qiáng)。UWB不會(huì)與流行的IEEE802.11b和家庭RF直接競(jìng)爭(zhēng)，因?yàn)閁WB在大約10m外的室內(nèi)使用得很多?，F(xiàn)常見短距無線通信包括藍(lán)牙、超寬帶、ZigBee和Wi-Fi。藍(lán)牙常用于無線鼠標(biāo)、無線鍵盤或手持移動(dòng)終端;超寬帶是瞄準(zhǔn)寬帶多媒體應(yīng)用的連接方式;ZigBee主要用來做可靠無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控;而Wi-Fi主要用于電腦與電腦間用于網(wǎng)線連接擴(kuò)展或替代。簡(jiǎn)單說來，就是藍(lán)牙成本低、但可靠性較差，帶寬較窄，多點(diǎn)支持能力差。超寬帶成本高、可靠性高、帶寬大、支持高速數(shù)據(jù)傳輸、多點(diǎn)支持能力差，加密能力強(qiáng);ZigBee可靠性較高，帶寬較窄，多點(diǎn)支持能力極強(qiáng)，傳輸速率低、傳輸距離較遠(yuǎn);Wi-Fi傳輸距離遠(yuǎn)(相對(duì)其他)、帶寬寬、傳輸速率高，僅次于UWB、多點(diǎn)支持能力強(qiáng)，加密能力強(qiáng)。

TOP1 LiFi，光保真技術(shù)，是一種利用可見光波譜(如燈泡發(fā)出的光)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜聼o線傳輸技術(shù)，由英國(guó)愛丁堡大學(xué)HaraldHass教授發(fā)明。

可見光通信技術(shù)，是利用熒光燈或發(fā)光二極管等發(fā)出的肉眼看不到的高速明暗閃爍信號(hào)來傳輸信息的，將高速因特網(wǎng)的電線裝置連接在照明裝置上，插入電源插頭即可使用。

LiFi相當(dāng)于Wi-Fi的可見光無線通信(VLC)技術(shù)，能利用發(fā)光二極管(LED)燈泡的光波傳輸數(shù)據(jù)，可同時(shí)提供照明與無線聯(lián)網(wǎng)，且不會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，有助緩解現(xiàn)今網(wǎng)絡(luò)流量爆增的問題。

TOP2 Hilink協(xié)議：華為推出的自主研發(fā)的智能家居“三件套”—Hilink協(xié)議、Huawei-LiteOS系統(tǒng)以及IOT芯片。

HiLink協(xié)議是智能設(shè)備之間的“普通話”。它能快速接入，簡(jiǎn)單易用，安全可靠，兼容多協(xié)議，SDK開放，是繼華為海思芯片之后的又一大歷史性突破。Hilink連接協(xié)議將和華為此前推出的Liteos物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)將成為華為與伙伴共享的兩大核心能力。

TOP3 WiFi：通常WiFi技術(shù)使用2.4GHz和5GHz周圍頻段，通過有線網(wǎng)絡(luò)外接一個(gè)無線路由器，就可以把有線信號(hào)轉(zhuǎn)換成WiFi信號(hào)，2016年WiFi聯(lián)盟最新公布的802.11ah WiFi標(biāo)準(zhǔn)—WiFi HaLow，使得WiFi可以被運(yùn)用到更多地方。

Wi-Fi是一個(gè)無線網(wǎng)路通信技術(shù)的品牌，目的是改善基于IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)路產(chǎn)品之間的互通性?，F(xiàn)時(shí)一般人會(huì)把Wi-Fi及IEEE 802.11混為一談。甚至把Wi-Fi等同于無線網(wǎng)際網(wǎng)路。Wi-Fi的樣式有很多類型，有無線的卡，還有連接電腦的等等。2015年9月，Skyhook與Mapbox兩家公司收錄的wifi信號(hào)數(shù)據(jù)表示，全球wifi信號(hào)多達(dá)9億。

TOP4 無線Mesh網(wǎng)絡(luò)，被稱為廉價(jià)“Last Mile“寬帶接入方案，它利用多跳無線網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)為移動(dòng)用戶提供寬帶接入。

Mesh是WLAN與移動(dòng)Ad Hoc(點(diǎn)對(duì)點(diǎn))網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合。與WLAN相比，各網(wǎng)絡(luò)終端之間可以對(duì)等的進(jìn)行直接通信，不再需要經(jīng)過AP(基站)轉(zhuǎn)發(fā)，且覆蓋范圍更大。與Ad Hoc相比，由于具有固定和電源充足的主干路由器，在移動(dòng)性和功耗上可不用考慮太多。

TOP5 ZigBee/802.15.4協(xié)議。Zigbee被正式提出來是在2003年，它的出現(xiàn)是為了彌補(bǔ)藍(lán)牙通信協(xié)議的高復(fù)雜，功耗大，距離近，組網(wǎng)規(guī)模太小等缺陷。名稱取自于蜜蜂，蜜蜂 (bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動(dòng)翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息，依靠這樣的方式構(gòu)成了群體中的通信網(wǎng)絡(luò)。

ZigBee采用自組網(wǎng)的方式進(jìn)行通信，也是無線傳感器網(wǎng)領(lǐng)域最為著名的無線通信協(xié)議。在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)某個(gè)傳感器的訊息從某條通信路徑無法順暢的傳遞出去時(shí)，動(dòng)態(tài)路由器會(huì)迅速的找出另外一條近距離的信道傳輸數(shù)據(jù)，從而保證了信息的可靠傳遞。

TOP6 Thread /IEEE 802.15.4協(xié)議。Thread和ZigBee同屬802.15.4，但是針對(duì)802.15.4做了很大的改進(jìn)。

Thread是建立在IPv6的基礎(chǔ)之上的一個(gè)協(xié)議，無論在傳輸安全，還是系統(tǒng)可靠性上都做了非常棒的優(yōu)化。它既可以承載高通海爾數(shù)十企業(yè)組物聯(lián)網(wǎng)盟AllSeen，也可以支持蘋果的Homekit智能家居平臺(tái)。谷歌旗下的Nest 將Thread定為家庭物聯(lián)網(wǎng)的唯一通訊協(xié)定，隨后Nest發(fā)起產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，聯(lián)盟成員共同推廣Thread協(xié)議，Thread短距離通信上面也是大有可為。

TOP7 Z-Wave協(xié)議。Z-Wave無線組網(wǎng)規(guī)格于2004年提出，由丹麥的芯片與軟件開發(fā)商Zensys主導(dǎo)，Z-wave聯(lián)盟推廣其應(yīng)用。

Z-Wave工作頻率美國(guó)908.42MHz、歐洲868.42MHz，采用無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，因此任何節(jié)點(diǎn)都能直接或間接地和通信范圍內(nèi)的其它臨近節(jié)點(diǎn)通信。數(shù)據(jù)速率包括 9.6kbps和40kbps，信號(hào)的有效覆蓋范圍在室內(nèi)是30m，室外可超過100m。Z-Wave是一種新興的基于射頻的、低成本、低功耗、高可靠、適于短距離、窄帶寬的應(yīng)用場(chǎng)合。Z-Wave專注于家庭自動(dòng)化，在歐美國(guó)家比較流行，進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)較Zigbee晚，市場(chǎng)份額也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及Zigbee，且由于頻帶劃分的原因，雖能在中國(guó)發(fā)展，但也是走得小心翼翼。

TOP8 藍(lán)牙/IEEE 802.15.1協(xié)議。

藍(lán)牙技術(shù)最早始于1994，由瑞典愛立信研發(fā)。它采用調(diào)頻技術(shù)(Frequency-hopping Spread Spectrum)，通信頻段為2.402G Hz-2.480GHz。截止目前為止已經(jīng)更新了9個(gè)版本，分別為藍(lán)牙1.0/1.1/1.2/2.0/2.1/3.0/4.0/4.1/4.2，通信半徑從幾米到幾百米延伸。

TOP9 NFC，近場(chǎng)通信，2002年由飛利浦半導(dǎo)體、諾基亞和索尼共同研發(fā)。2004年，成立NFC論壇，致力于近場(chǎng)通信技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化和推廣，該技術(shù)由RFID及互連技術(shù)整合演變而來。

NFC是一種短距高頻的無線電技術(shù)，工作頻率在13.56MHz，20cm距離內(nèi)。其傳輸速度有106 Kb/s、212 Kb/s或者424 Kb/s三種。通過卡、讀卡器以及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)三種業(yè)務(wù)模式進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取與交換。NFC與藍(lán)牙技術(shù)功能類似，但傳輸速率和傳輸距離沒有藍(lán)牙快和遠(yuǎn)，同時(shí)功耗和成本都較低，保密性好，這些優(yōu)點(diǎn)讓它成為移動(dòng)支付和消費(fèi)類電子的寵兒。近來，Apple pay、Samsung pay在移動(dòng)支付領(lǐng)域鬧得風(fēng)聲水起，NFC技術(shù)在未來移動(dòng)物聯(lián)世界里的重要性不言而喻。

TOP10 UWB，超寬帶，一種無載波通信技術(shù)，利用納秒至微微秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，能在10m左右的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)百M(fèi)b/s至數(shù)Gb/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。

UWB具有抗干擾性能強(qiáng)、傳輸速率高、帶寬極寬、消耗電能小、發(fā)送功率小等諸多優(yōu)勢(shì)，主要應(yīng)用于室內(nèi)通信、高速無線LAN、家庭網(wǎng)絡(luò)、無繩電話、安全檢測(cè)、位置測(cè)定、雷達(dá)等領(lǐng)域。比較有意思的是，UWB的標(biāo)準(zhǔn)化問題一直充滿爭(zhēng)議，這也間接的減慢了其推廣的步伐。與藍(lán)牙、802.11b、802.15 等無線通信相比，UWB可以提供更快、更遠(yuǎn)、更寬的傳輸速率，越來越多的研究者投入到UWB 領(lǐng)域。