物联网无线通信技术行业标准对比

物联网无线通信技术标准对比

目前无线通信就其范围大小来分有广域的和局域的，广域的通常就是指我们的移动通信网，目前已经发展到第三代，也就是 3G，其三大主流标准将来都将会经历LTE过渡到第四代；局域的通常指短距离无线通信，标准有IrDA、Bluetooth、Wi-Fi、ZigBee、RFID和UWB。

IrDA(InfraredDataAssociation)是点对点的数据传输协议，通信距离一般在0到1M之间，传输速率最快可达16Mbps，通信介质为波长900纳M左右的近红外线。其传输具备小角度(30度锥角以内)，短距离，直线数据传输，保密性强，传输速率较高的特点，适于传输大容量的文件和多媒体数据。并且无需申请频率的使用权，成本低廉。IrDA已被全球范围内的众多厂商采用，目前主流的软硬件平台均提供对它的支持。

IrDA的不足在于它是一种视距传输，2个相互通信的设备之间必须对准，中间不能被其他物体阻隔，因而只适用于2台(非多台)设备之间的连接。

Bluetooth是1998年5月，东芝、爱立信、IBM、Intel和诺基亚共同提出该技术标准。它能够在10M的半径范围内实现单点对多点的无线数据和声音传输，数据传输带宽可达1Mbps。Bluetooth工作在全球开放的2.4GHzISM频段，使用跳频频谱扩展技术，通信介质为 2.402GHz到 2.480GHz的电磁波。一台Bluetooth设备可同时与七台Bluetooth设备建立连接，在有效范围内可越过障碍物进行连接，没有特别的通信视角和方向要求。此外，Bluetooth还具备功耗低、通信安全性好、支持语音传输、组网简单等特点。

但Bluetooth同时存在植入成本高、通信对象少、通信速率较低和技术不够成熟的问题，它的发展与普及尚需经过市场的磨炼，其自身的技术也有待于不断完善和提高。

802.11Wi-Fi(Wireless Fidelity)即无线保真技术是另一种目前流行的技术。它使用的是2.4GHz附近的频段。Wi-Fi基于IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g和IEEE802.11n。不仅传输的有效距离很长，而且速率还高达上百兆，与各种802.11DSSS设备兼容。目前最新的交换机能把Wi-Fi无线网络从接近100M的通信距离扩大到约6.5公里。另外，使用Wi-Fi的门槛较低。厂商只

要在机场、车站、咖啡店、图书馆等人员较密集的地方设置“热点”，并通过高速线路即可接入因特网。

紫蜂(ZigBee)技术，新一代的无线传感器网络将采用802．15．4(Zig．Bee)协议。ZigBee是一种供廉价的固定、便携或移动设备使用的极低复杂度、成本和功耗的低速率无线连接技术，主要适合于自动控制和远程控制领域，可以嵌入在各种设备中，同时支持地理定位功能。

Zigbee技术的特点主要有：

(1)低速率：ZigBee工作在20～250kbps的较低速率，分别提供250kbps(2．4GHz)、40kbps(915MHz1和20kbps(868MHz)I~原始数据吞吐率，满足低速率传输数据的应用需求。

(2)低时延：ZigBee的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需15ms．节点连接进入网络只需30ms，进一步节省了电能。相比较，蓝牙需要-10s，Wi—Fi则需要3s。

(3)低功耗、实现简单：设备可以在电池的驱动下运行数月甚至数年。低功耗意味着较高的可靠性和可维护性，更适合体积小的大量日常应用。

(4)低成本：对用户来说，低成本意味着较低的设备费用、安装费用和维护费用。ZigBee设备可以在标准电池供电的条件下(低成本)-r作，而不需要任何重换电池或充电操作(低成本、易安装)。

(5)网络容量高：ZigBee通过使用IEEE 802．15．4标准的PHY和MAC层，支持几乎任意数目的设备，这对于大规模传感器阵列和控制尤其重要。ZigBee技术的应用范围非常广泛，其中包括智能建筑、军事领域、工业自动化、医疗设备、智能家居及各种监察系统等。ZigBee技术弥补了低成本、低功耗和低速率无线通信市场的空缺，其成功的关键在于丰富而便捷的应用，而不是技术本身。

RFID(Radio Frequency Identification)，即射频识别，俗称电子标签。它是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID由标签(Tag)、解读器(Reader)和天线(Antenna)三个基本要素组成。其基本工作原理并不复杂，标签进入磁场后，接收解读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(PassiveTag，无源标签

或被动标签)，或者主动发送某一频率的信号(ActiveTag，有源标签或主动标签)。解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。

RFID可被广泛应用于安全防伪、工商业自动化、财产保护、物流业、车辆跟踪、停车场和高速公路的不停车收费系统等。从行业上讲，RFID将渗透到包括汽车、医药、食品、交通运输、能源、军工、动物管理以及人事管理等各个领域。然而，由于成本、标准等问题的局限，RFID技术和应用环境还很不成熟。主要表现在：制造技术较为复杂，智能标签的生产成本相对过高；标准尚未统一，最大的市场尚无法启动；应用环境和解决方案还不够成熟，安全性将接受很大考验。

UWB(Ultra Wideband)即超宽带技术。UWB起源于20世纪50年代末，此前主要作为军事技术在雷达等通信设备中使用。随着无线通信的飞速发展，人们对高速无线通信提出了更高的要求，超宽带技术又被重新提出，并备受关注。与当前流行的短距离无线通信技术相比，UWB具有巨大的数据传输速率优势，在无线通信方面的创新性和利益性已引起了全球业界的关注。可以说，低成本、低功耗、高速率、简单有效的UWB通信正是人类所期望的梦幻般的无线通信方式。

当然，UWB技术也存在自身的弱点。主要是占用的带宽过大，可能会干扰其他无线通信系统，因此其频率许可问题一直在争论之中。另外，有学者认为，尽管UWB系统发射的平均功率很低，但由于其脉冲持续时间很短，瞬时功率峰值可能会很大，这甚至会影响到民航等许多系统的正常工作。但是学术界的种种争论并不影响UWB的开发和使用，2002年2月美国通信协会(FCC)批准了UWB用于短距离无线通信的申请。