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2.4GHz頻段無線技術標準

作者: 時間:2011-05-30 來源:網絡 收藏

摘要:為了滿足人們對通信技術的需求,現(xiàn)對工作于2.4 GHz(ISM)常用的短距離通信中ZigBee、藍牙(Bluetooth)、WiFi三者的技術優(yōu)勢、缺點及總的市場趨勢做了詳細分析,證明它們的關系是既互為補充又相互競爭的。
關鍵詞:藍牙;WiFi;ZigBee;短距離通信

目前,各類網絡中最具增長潛力的就是無線網絡。生活中最常見的無線通信技術就是家庭中用到的電視機、空調遙控開關,它采用了點對點的紅外技術,最大的不足在于它是一種視距離傳輸,2個互相通信的設備之間必須對準,中間不能讓其他物體阻隔,因而該技術只能用于2臺設備之間的連接,不能滿足多臺設備互聯(lián)、組網的要求。現(xiàn)在許多機構會選擇采用無線局域網(WLAN)來拓展他們現(xiàn)有的網絡,獲得在機構區(qū)域內部移動接入網絡的能力。要不通過電纜,擺脫物理連接上的限制,使設備互聯(lián)起來就需要采用無線通信方式。目前常用的無線網絡標準最流行的3個是ZigBee、藍牙(Bluetooth)和WiFi。

1 Zigaee
1.1 ZigBee簡介
Zigbee是IEEE 802.15.4協(xié)議的代名詞,這一名稱來源于蜜蜂的八字舞,由于蜜蜂(bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息,也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構成了群體中的通信網絡。其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本。主要適合用于自動控制和遠程控制領域,可以嵌入各種設備。
1.2 ZigBee技術優(yōu)勢及不足
ZigBee技術優(yōu)勢主要包括以下幾個方面:
低功耗 2節(jié)五號電池支持長達六個月到兩年左右的使用時間,然而Bluetooth僅能工作數(shù)周,WiFi只
可工作數(shù)小時。
低成本 ZigBee數(shù)據(jù)傳輸速率低,協(xié)議簡單,所以大大降低了成本,且免收專利費。
可靠 采用了碰撞避免機制,同時為需要固定帶寬的通信業(yè)務預留了專用時隙,避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時的競爭和沖突;節(jié)點模塊之間具有自動動態(tài)組網的功能,信息在整個ZigBee網絡中通過自動路由的方式進行傳輸,從而保證了信息傳輸?shù)目煽啃浴?br /> 網絡容量大 ZigBee具有大規(guī)模的組網能力,每個網絡達60 000個節(jié)點。
安全保密 ZigBee提供了一套基于128位AES算法的安全類和軟件,并集成了IEEE 802.15.4的安全元素。
工作靈活 使用為2.4 GHz,868 MHz及915 MHz,均為免執(zhí)照頻段。
同時ZigBee也存在著一些不足:
傳輸范圍小 在不使用功率放大器的前提下,ZigBee節(jié)點的有效傳輸范圍一般為10~75 m,僅能覆蓋普通的家庭和辦公場所。
數(shù)據(jù)傳輸速率低 在2.4 GHz的頻段也只有250 Kb/s,而且這只是鏈路上的速率,除掉幀頭開銷、信道競爭、應答和重傳,真正能被應用所利用的速率可能不足100 Kb/s,并且這余下的速率也可能要被鄰近多個節(jié)點和同一個節(jié)點的多個應用所瓜分。
時延不易確定 由于ZigBee采用隨機接入MAC層,且不支持時分復用的信道接入方式,因此不能很好地支持一些實時的業(yè)務,而且由于發(fā)送沖突和多跳,使得時延變成一個不易確定的因素。
1.3 ZigBee應用項目
近日獲悉,赫立訊科技(北京)有限公司8年自主研發(fā)技術的ZigBee無線定位系統(tǒng),已成功應用在最具“人情味”的北京地鐵4號線大興線隧道工程項目中。本項目中“地鐵隧道工程安全預警系統(tǒng)”共安裝有:ZigBee工地安全基站21個和50張ZigBee人員識別卡。開創(chuàng)了以ZigBee物聯(lián)網新技術為核心的“地鐵隧道工程安全預警系統(tǒng)”,這是為工程和人員安全保駕護航的最新應用。

2 藍牙(Bluetooth)
2.1 藍牙簡介
藍牙技術最初由愛立信創(chuàng)制。1999年5月20日,索尼愛立信、IBM、英特爾、諾基亞及東芝等業(yè)界龍頭創(chuàng)立藍牙特別興趣組,制訂藍牙。1998年,愛立信公司希望無線通信技術能統(tǒng)一標準而取名“藍牙”。藍牙(Bluetooth)技術致力于在10~100 m的空間內使所有支持該技術的移動或非移動設備可以方便地建立網絡聯(lián)系、進行話音和數(shù)據(jù)通信。
2.2 藍牙發(fā)展趨勢
藍牙技術聯(lián)盟(Bluetooth Special Interest Group,SIG)日前宣布正式采納藍牙規(guī)格4.0版本,并啟動對應的認證計劃。在3.0+HS版本標準加入高速傳輸技術的基礎上,4.0版本又加入了之前諾基亞力推的Wibree低功耗傳輸技術。至此,藍牙已經不是當初大家熟悉的只適用于WPAN的“藍牙”了。而是集IEEE 802.15.1傳統(tǒng)藍牙,IEEE 802.11物理層和MAC層以及Wibree標準的“三合一”的藍牙。

藍牙技術相關文章:藍牙技術原理

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