2．4GHz頻段無(wú)線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

摘要：為了滿足人們對(duì)無(wú)線通信技術(shù)的需求，現(xiàn)對(duì)工作于2．4 GHz(ISM)頻段常用的短距離無(wú)線通信中ZigBee、藍(lán)牙(Bluetooth)、WiFi三者的技術(shù)優(yōu)勢(shì)、缺點(diǎn)及總的市場(chǎng)趨勢(shì)做了詳細(xì)分析，證明它們的關(guān)系是既互為補(bǔ)充又相互競(jìng)爭(zhēng)的。
關(guān)鍵詞：藍(lán)牙；WiFi；ZigBee；短距離無(wú)線通信

目前，各類網(wǎng)絡(luò)中最具增長(zhǎng)潛力的就是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。生活中最常見的無(wú)線通信技術(shù)就是家庭中用到的電視機(jī)、空調(diào)遙控開關(guān)，它采用了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的紅外技術(shù)，最大的不足在于它是一種視距離傳輸，2個(gè)互相通信的設(shè)備之間必須對(duì)準(zhǔn)，中間不能讓其他物體阻隔，因而該技術(shù)只能用于2臺(tái)設(shè)備之間的連接，不能滿足多臺(tái)設(shè)備互聯(lián)、組網(wǎng)的要求?，F(xiàn)在許多機(jī)構(gòu)會(huì)選擇采用無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)來拓展他們現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)，獲得在機(jī)構(gòu)區(qū)域內(nèi)部移動(dòng)接入網(wǎng)絡(luò)的能力。要不通過電纜，擺脫物理連接上的限制，使設(shè)備互聯(lián)起來就需要采用無(wú)線通信方式。目前常用的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)最流行的3個(gè)是ZigBee、藍(lán)牙(Bluetooth)和WiFi。

1 Zigaee
1．1 ZigBee簡(jiǎn)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(dòng)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(gòu)成了群體中的通信網(wǎng)絡(luò)。其特點(diǎn)是近距離、低復(fù)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(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。
1．2 ZigBee技術(shù)優(yōu)勢(shì)及不足
ZigBee技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要包括以下幾個(gè)方面：
低功耗 2節(jié)五號(hào)電池支持長(zhǎng)達(dá)六個(gè)月到兩年左右的使用時(shí)間，然而Bluetooth僅能工作數(shù)周，WiFi只
可工作數(shù)小時(shí)。
低成本 ZigBee數(shù)據(jù)傳輸速率低，協(xié)議簡(jiǎn)單，所以大大降低了成本，且免收專利費(fèi)。
可靠 采用了碰撞避免機(jī)制，同時(shí)為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預(yù)留了專用時(shí)隙，避免了發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)的競(jìng)爭(zhēng)和沖突；節(jié)點(diǎn)模塊之間具有自動(dòng)動(dòng)態(tài)組網(wǎng)的功能，信息在整個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò)中通過自動(dòng)路由的方式進(jìn)行傳輸，從而保證了信息傳輸?shù)目煽啃浴?br /> 網(wǎng)絡(luò)容量大 ZigBee具有大規(guī)模的組網(wǎng)能力，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)達(dá)60 000個(gè)節(jié)點(diǎn)。
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。
工作頻段靈活 使用頻段為2．4 GHz，868 MHz及915 MHz，均為免執(zhí)照頻段。
同時(shí)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(diǎn)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(chǎng)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(jìng)爭(zhēng)、應(yīng)答和重傳，真正能被應(yīng)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(gè)節(jié)點(diǎn)和同一個(gè)節(jié)點(diǎn)的多個(gè)應(yīng)用所瓜分。
時(shí)延不易確定 由于ZigBee采用隨機(jī)接入MAC層，且不支持時(shí)分復(fù)用的信道接入方式，因此不能很好地支持一些實(shí)時(shí)的業(yè)務(wù)，而且由于發(fā)送沖突和多跳，使得時(shí)延變成一個(gè)不易確定的因素。
1．3 ZigBee應(yīng)用項(xiàng)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(shù)的ZigBee無(wú)線定位系統(tǒng)，已成功應(yīng)用在最具“人情味”的北京地鐵4號(hào)線大興線隧道工程項(xiàng)目中。本項(xiàng)目中“地鐵隧道工程安全預(yù)警系統(tǒng)”共安裝有：ZigBee工地安全基站21個(gè)和50張ZigBee人員識(shí)別卡。開創(chuàng)了以ZigBee物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)為核心的“地鐵隧道工程安全預(yù)警系統(tǒng)”，這是為工程和人員安全保駕護(hù)航的最新應(yīng)用。

2 藍(lán)牙(Bluetooth)
2．1 藍(lán)牙簡(jiǎn)介
藍(lán)牙技術(shù)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(lán)牙特別興趣組，制訂藍(lán)牙技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。1998年，愛立信公司希望無(wú)線通信技術(shù)能統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)而取名“藍(lán)牙”。藍(lán)牙(Bluetooth)技術(shù)致力于在10～100 m的空間內(nèi)使所有支持該技術(shù)的移動(dòng)或非移動(dòng)設(shè)備可以方便地建立網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系、進(jìn)行話音和數(shù)據(jù)通信。
2．2 藍(lán)牙發(fā)展趨勢(shì)
藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟(Bluetooth Special Interest Group，SIG)日前宣布正式采納藍(lán)牙規(guī)格4．0版本，并啟動(dòng)對(duì)應(yīng)的認(rèn)證計(jì)劃。在3．0+HS版本標(biāo)準(zhǔn)加入高速傳輸技術(shù)的基礎(chǔ)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(shù)。至此，藍(lán)牙已經(jīng)不是當(dāng)初大家熟悉的只適用于WPAN的“藍(lán)牙”了。而是集IEEE 802．15．1傳統(tǒng)藍(lán)牙，IEEE 802．11物理層和MAC層以及Wibree標(biāo)準(zhǔn)的“三合一”的藍(lán)牙。