无线通信各种方式对比表
无线通信协议比较与选型
智能城市等领域
不同无线通信协议的应用领域和优缺点分析
Zigbee：低功耗、低成本、适用于低数据传输速率、低复杂度、近距离 传输的无线通信协议，适用于智能家居、工业自动化等领域。
LoRa：低功耗、远距离、适用于低数据传输速率、低复杂度、传输距 离远的无线通信协议，适用于物联网、智能城市等领域。
考虑数据传输速率：选择不同的无线通信协议，其数据传输速率也会不同，需要根据实际需 求选择。
考虑传输距离：不同的无线通信协议其传输距离也会不同，需要根据实际需求选择。
考虑设备兼容性：不同的无线通信协议，其设备兼容性也会不同，需要考虑设备是否能够支 持。
考虑安全性：不同的无线通信协议其安全性也会不同，需要根据实际需求选择。
Sigfox：低功耗、远距离、适用于低数据传输速率、低复杂度、传输距 离远的无线通信协议，适用于物联网、智能城市等领域。
Wi-Fi：高功耗、高成本、适用于高数据传输速率、高复杂度、近距离 传输的无线通信协议，适用于智能手机、笔记本电脑等设备。
无线通信协议的 选型原则
根据应用场景和需求选择合适的无线通信协议
不同无线通信协议的传输速度、传输距离、功耗等性能指标 的比较
Wi-Fi：高速、中等距离、 高功耗，适用于互联网接入、 智能手机等
Bluetooth：高速、短距离、 高功耗，适用于耳机、智能
手表等
Zigbee：低速、短距离、 低功耗，适用于智能家居、 工业物联网等领域
LoRa：低速、远距离、低功 耗，适用于物联网设备、智 能城市等领域
无线通信协议在实际应用中遇到的问题及解决方案
问题：信号衰减
解决方案：采用差分 编码技术、使用高功 率放大器等提高信号
短距离无线通信技术对比表
抗干扰性强、传输速率极高、带宽极宽、耗电少、保密性好、发送功率小
物理层标准之争仍未解决
TG3c
IEEE802.15.3c
毫米级波长转换技术，57~64GH频段，传输速率高达2~3Gbit/s
未来数字家庭，网络流媒体以及高速无线网关
传输速率极快，兼容其他无线通信技术
家用类设备、终端间的无线连接以及数据传输
抗干扰性强、传输速率极高、带宽极宽、耗电少、保密性好、发送功率小
物理层标准之争仍未解决
TG3c
IEEE802.15.3c
毫米级波长转换技术，57~64GH频段，传输速率高达2~3Gbit/s
未来数字家庭，网络流媒体以及高速无线网关
传输速率极快，兼容其他无线通信技术
新兴技术，成本昂贵
协议标准
频率、传输频率、距离等技术指标
应用领域
优点
缺点
RFID
ISO、EPCglobal
利用射频信号和空间耦合（电感或电磁耦合）传输特性实现对被识别物体的自动识别
物流、供应链、身份鉴别、防伪、后勤、动物饲养、追踪、抄表系统
原理简单，操作方便且不易受环境影响，应用范围极广
成本高，标准未定
各种短距离无线通信技术一览表协议标准频率传输频率距离等技术指标应用领域优点缺点rfidisoepcglobal利用射频信号和空间耦感或电磁耦合传输特性实现对被识别物体的自动识别物流供应链身表系统原理简单操作方且不易受环境影响应用范围极准未定nfciso18092ecma340etsits102190采用了双向连接和识别20cm距离内工作于1356mhz频率范围设备连接实时预定移动商务无交易简化认证识别过使设备间访问更直接更安全和更清楚应用规模dsrcieee80211p以59ghz频段为主约10cm双向通信距离专用于智能交通输领域政府支持竞争对蓝牙ieee802151ieee802151a一般传输距离为10cm?10m采用24ghzism频段数据传输速率为1mbits语音编码为cvsd无线办公环境汽疗设备以及学校教育和工厂自动控制具有很强的移植应用范围广泛应用了全球统一的频率设定成本昂zigbeeieee802154使用24ghz频段采用调频技术基本速率是250kbits当降低到28kbits时传输范围可扩大到134mpc外设消费类子设备家庭内智能控制玩具医护工控等非常广阔的领活保密性高不需要频段申请传输速率低有效wifiieee80211bag工作频率24ghz传输频率为11mbits电波覆盖范围为100m家庭无线网络以不便安装电缆的建筑物或场所可大幅度减少企设置繁琐uwbieee802153a采用纳秒级的非正弦波冲传输数据在10m以内的范围里传输速率可达到480mbits家用类设备终端的无线连接以及数据传输抗干扰性强传输发送功率小物理层标tg3cieee802153c毫米级波长转换技术57?64gh频段传输速达23gbits未来数字家庭网流媒体以及高速无线网关传输速率极快兼其他无线通信技术新兴技昂贵协议标准频率传输频率距离等技术指标应用领域优点缺点rfidisoepcglobal利用射频信号和空间耦合电感或电合传输特性实现对被识别物体的自动识抄表系统原理简单操作方便且不易环境影响应用范围极广成本高标准未定nfciso18092ecma340etsits102190采用了双向连接和识别在20cm距工作于1356mhz频率范围设备连接实时预定移动务无线交易简化认证识别过程使设备访问更直接更安全和更清楚应用规模不dsrcieee80211p以59ghz频段为主约10cm双向通信距专用于智能交通运输领域政府支持竞争对
短距离无线通信技术
短距离无线通信技术短距离无线通信以信号有效接发/传输距离为标志区分各种无线技术，由于技术不断融合和发展，具体技术的应用范围也会动态变化。
短距离无线通信技术对比1.1.1WLAN是WLAN原始标准，WIFI应用标准，可向11g、11n升级。
有兴趣的可以比较执行不同标准WIFI 设备的兼容问题。
和是未来最有应用潜力的协议标准。
=，1999年，物理层补充（54Mbit/s，播在5GHz）。
=，1999年，物理层补充（11Mbit/s播在）。
WIFI标准=，2003年，物理层补充（54Mbit/s，播在）。
=，2004年，无线网络的安全方面的补充。
=，更高传输速率的改善，基础速率提升到s，可以使用双倍带宽40MHz，此时速率提升到150Mbit/s。
=，该协议规范规定了无线局域网络频谱测量规范。
该规范的制订体现了无线局域网络对频谱资源智能化使用的需求。
=，这个通信协定主要用在车用电子的无线通信上。
=，的潜在继承者,更高传输速率的改善，当使用多基站时将无线速率提高到至少1Gbps，将单信道速率提高到至少500Mbps。
1.1.2Zigbee仿生学思想Zigbee一词源自蜜蜂群在发现花粉位置时，通过跳ZigZag形舞蹈和扇动翅膀来告知同伴，达到交换信息的目的。
借此称呼一种专注于低功耗、低成本、低复杂度、低速率的近程无线网络通信技术。
Zigbee实现在数百上千个微小的网络节点（Zigbee网络模块）之间互相协调通信，以接力的方式通过无线电波从一个节点传到另一个节点，最后接入计算设备或由其它热点如WiMax、WIFI等中继。
ZigbeeVsBluetoothVsRFID用途：Zigbee和蓝牙更多用于数据传输，RFID更多用于标识组网：Zigbee组网自由限制小最多可组成65000个节点的大网，蓝牙最多与相邻8个设备组网速率：Zigbee是低速，蓝牙是高速（技术在不断融合和发展，低速率是相对的）功耗：Zigbee低功耗，两节干电池常能支持模块应用半年之久，蓝牙高耗能激活：Zigbee的响应速度较快，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。
短距离无线通讯(芯片)技术概述
短距离无线通讯（芯片）技术概述一、各种短距离无线通信使用范围与特性比较无线化是控制领域发展的趋势，尤其是工作于ISM频段的短距离无线通信得到了广泛的应用，各种短距离无线通信都有各自合适的使用范围，本文简介几种常见的无线通讯技术。
关键字：短距离无线通信，红外技术，蓝牙技术，802.11b，无线收发工业应用中，现阶段基本上都是以有线的方式进行连接，实现各种控制功能。
各种总线技术，局域网技术等有线网络的使用的确给人们的生产和生活带来了便利，改变了我们的生活，对社会的发展起到了极大的推动作用。
有线网络速度快，数据流量大，可靠性强，对于基本固定的设备来说无疑是比较理想的选择，的确在实际应用中也达到了比较满意的效果。
但随着射频技术、集成电路技术的发展，无线通信功能的实现越来越容易，数据传输速度也越来越快，并且逐渐达到可以和有线网络相媲美的水平。
而同时有线网络布线麻烦，线路故障难以检查，设备重新布局就要重新布线，且不能随意移动等缺点越发突出。
在向往自由和希望随时随地进行通信的今天，人们把目光转向了无线通信方式，尤其是一些机动性要求较强的设备，或人们不方便随时到达现场的条件下。
因此出现一些典型的无线应用，如：无线智能家居，无线抄表，无线点菜，无线数据采集，无线设备管理和监控，汽车仪表数据的无线读取等等。
1．几种无线通信方式的简介生产和生活中的控制应用往往是限定到一定地域范围内，比如：主机设备和周边设备的互联互通，智能家居房间内的电器控制，餐厅或饭店内的无线点菜系统，厂房内生产设备的管理和监控等0～200米的范围内，本文着重探讨短距离无线通信实用技术，主要有：红外技术，蓝牙技术，802.11b无线局域网标准技术，微功率短距离无线通信技术，现简介如下：1.1 红外技术红外通信技术采用人眼看不到的红外光传输信息，是使用最广泛的无线技术，它利用红外光的通断表示计算机中的0-1逻辑，通常有效作用半径2米，发射角一般不超过20度，传统速度可达4 Mbit/s，1995年IrDA（InfraRed Data Association）将通信速率扩展到的高达16Mbit/s ，红外技术采用点到点的连接方式，具有方向性，数据传输干扰少，速度快，保密性强，价格便宜，因此广泛应用于各种遥控器，笔记本电脑，PDA，移动电话等移动设备，但红外技术只限于两台设备通讯，无法灵活构成网络，而且红外技术只是一种视距传输技术，传输数据时两个设备之间不能有阻挡物，有效距离小，且无法用于边移动边使用的设备。
enoceanzieezwavewifi轻家居主流无线通信技术介绍与对比
EnOcean、Zigbee、Z-wave、WIFI：轻家居主流无线通信技术介绍与对比近几年,随着面向家庭控制及自动化短距离无线技术的发展,家庭智能化所带来的机遇正成为现实;轻家居相比传统智能家居很明显的两个优势就是在易安装和易交互;在已出现的各种短距离无线通信技术中,EnOcean、Zigbee,Z-Wave和Bluetooth蓝牙是当前连接智能家居产品的主要手段;ZigbeeZ-WaveZ-Wave是由丹麦公司Zensys所主导的无线组网规格, Z-Wave是一种新兴的基于射频的、低成本、低功耗、高可靠、适于网络的短距离无线通信技术;工作频带为,信号的有效覆盖范围在室内是30m,室外可超过100m,适合于窄带宽应用场合;Z-Wave技术也是低功耗和低成本的技术,有力地推动着低速率无线个人区域网;Bluetooth蓝牙蓝牙技术主要分为+HS和版本中加入的Wibree标准也就是Bluetooth Low EnergyBLE;在轻家居领域,主要讨论BLE部分;低功耗蓝牙BLE技术是低成本,短距离,可互操作的鲁棒性无线技术,工作在频段;BLE采用可变连接时间间隔,几毫秒到几秒,利用快速的连接方式,平时可以处于“非连接”状态节省能源,此时链路两端相互间只是知晓对方,只有在必要时才开启链路,然后在尽可能短的时间内关闭链路,因此拥有极低的运行和待机功耗;EnOceanEnOcean无线通信标准被采纳为国际标准“ISO/IEC 14543-3-10”,这也是世界上唯一使用能量采集技术的无线国际标准;EnOcean能量采集模块能够采集周围环境产生的能量,从光、热、电波、振动、人体动作等获得微弱电力;这些能量经过处理以后,用来供给EnOcean超低功耗的无线通讯模块,实现真正的无数据线,无电源线,无电池的通讯系统;EnOcean无线标准ISO/IEC14543-3-10使用868MHz,902MHz,928MHz和315MHz频段,传输距离在室外是300米,室内为30米;EnOcean与其他三种协议的区别与该领域的其他技术相比,EnOcean技术的特点是无需电池;比方说,50-60层的高层大厦的管理系统有时会使用4000-6000个传感器单元;如果各传感器单元使用以电池为驱动的技术,电池的更换和管理将成为巨大的负担,令大厦管理公司无所适从;其他技术的弱点就是以电池驱动装置;EnOcean技术能够保证在照明关闭5天的情况下仍然可以工作;EnOcean技术是作为非常简单的标准设计的;EnOcean无线信号所需的电力是ZigBee的1/30-1/100;另外,由于使用了1GHz以下的频段,因此EnOcean的传输距离较使用的Zigbee及BLE要远,且干扰更少;各协议的功耗及传输距离对比：通过下面两个表格,我们可以更直观全面地对比几种主流的无线通信技术：。
无线传输方式简介
1.2
3G无线传输
比较常见的无线传输方式
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1.2.6
3G标准有 CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA，WiMAX等，3G服 务能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps以上。 3G和2G一样，同样需要大面积的网络覆盖，依赖数以万计的基站来 支撑起的网络。这种网络的部署与实施，价格也是极其高昂的。 CDMA2000，WCDMA，和TD-SCDMA我们在日常中经常会接触到， 这里不再详细阐述。现在，支持WiMAX的终端也已在市场上出现，因此 简单介绍下WiMAX。 WiMAX作 为一种 面向“最后一公里” 接入地标准，尤其 在现今全球缺乏统 一宽带无线接入标 准之际，有重要现 实意义与战略价值。
无 线 传 输 技 术 简 介
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内容大纲
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1 2 3 4
撰写本文的目的 比较常见的无线传输方式 各传输技术的简单比较 学习总结和疑问
1.1
撰写本文的目的
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目前，随着通讯技术的发展，无线传输 技术的使用已经渗透到社会的各个角落。我 公司作为一家从事无线传输技术的高新技术 公司，因此从业务方面的的需要考虑出发， 通过网络搜集了目前较为常见的无线传输技 术，通过对比分析，旨在对相关技术做简单 的介绍以及希望能对公司从事的技术有进一 步较为深入的了解。
功率小 低 高 可自组网， 无限扩展
小规模接入组 长距离通信或控 短距离，大数据 工业控制、 长距离通信或控制 网 制 量，高速传输 医疗等
1.3.2
2.4G频段技术的应用
在上面的表格里，可以看到Zigbee是工业应用中组建近距离控制网络方面有先 天性的优势，在工作于2.4G频段的传输技术中，Zigbee比与其他的蓝牙和wifi相比， Zigbee，具备其他二者不具备的网络扩展性，网络节点数也远远大于蓝牙的8个节点 和wifi的50个节点，达到65000多个节点，在加上安装使用简单，使用成本低，联网 所需时间段等的特征，也就不能理解在工业现场控制应用中首先考虑Zigbee实施组 网是很有竞争力的。
4.2方案设计与优化教学设计-高中通用技术粤科版选择性必修6智能家居应用设计
普通高中教科书《通用技术》选择性必修6：智能家居应用设计第四章智能家居系统设计与实现第二节方案设计与优化教学设计教学背景清晨，天慢慢亮了，卧室自动响起轻柔的音乐把你唤醒；房间亮起柔和的灯光；智能卫浴会为你自动调整洗浴水温；智能厨房会为你自动烹饪早餐……你是不是觉得这样的智能生活离我们还很遥远？实现人民对美好生活的向往是我们现代化建设的出发点和落脚点。
随着国家坚持把发展经济的着力点放在实体经济上，推进新型工业化，加快建设制造强国、质量强国、航天强国、交通强国、网络强国、数字中国的进程，我国的科学技术得到了高速的发展。
这种带有科幻色彩的生活场景，已经逐渐走进了人们的生活。
小到智能电灯、智能门锁，大到智能卧室、智能厨房，各种各样的智能产品已经渐渐地融入了我们的生活，这些就是同学们将在本书学习的内容——智能家居。
教学目标：知识与技能目标:1.知道智能家居的设计原则。
2.设计智能家居系统并对方案进行优化。
教学内容分析:第一章从与同学们生活密切相关的典型实例开始，通过调查、讨论等活动，使同学们了解智能家居的系统特征及技术标准，感悟智能科技应用对家庭生活方式的影响，形成亲近、运用智能科技的积极情感。
第二章通过对物联网技术的技术构成、结构特征、技术标准及传感器的介绍，使同学们了解物联网通信标准在智能家居领域的应用，并通过简单的物联网系统的设计，了解物联网的应用，理解智能家居与物联网的关联性。
第三章通过实例展示了各种智能家居产品，并让同学们亲历一个智能家居产品的设计过程，掌握简易智能家居产品的安装与调试，同时理解组网、通信和传感器等的原理和功能。
第四章是一个较为完整的智能家居的设计、优化与搭建过程，通过情景描述的方式，使同学们掌握与用户进行沟通的方法，并学会需求分析。
通过本章的学习，同学们还会学到智能家居的设计原则及对方案进行优化的方法。
学情分析:学生对智能家居产品设计设计和实现认识有限，他们需要学习有关智能家居产品设计的知识。
通信网络大PK：LTE与WiFi技术的对比
通信网络大PK：LTE与WiFi技术的对比1 LTE及WiFi网络技术特点分析LTE作为下一代网络首选的移动通信制式，拥有一些特有的技术，与WiFi网络技术相比，最具有优势的是通过ICIC（小区间干扰协调）技术能够实现同频组网。
ICIC主要是通过管理无线资源使得小区间干扰得到控制，是一种考虑多个小区中资源使用和负载等情况而进行的多小区无线资源管理。
具体而言，ICIC以小区间协调的方式对各个小区中无线资源的使用进行限制，包括限制时频资源的使用，或在一定的时频资源上限制其发射功率。
LTE Rel-8版本首先支持ICIC机制，基站间可以通过X2接口交换RNTP（相关窄带传输功率）、HII（高干扰指示）及OI（过载指示）三种信号，实现载波内频域数据信道小区间干扰协调。
最初的Rel-8版本主要关注宏基站异构组网的应用场景，Rel-10版本提出了eICIC（增强型小区间干扰协调机制），支持强干扰场景（如宏站与微站、宏站与家庭基站等）异构组网的情况。
目前正处于研究阶段的Rel-l1版本则提出了FeICIC（Further- eICIC）工作项，以解决eICIC中遗留的问题及进一步研究其他小区间干扰协调技术方案。
Rel-10版本中提出的eICIC大致可以分为时域干扰协调、频域干扰协调、功率控制三类。
1）功率控制方案当服务小区与相邻小区使用相同的频率资源时，该方案会适当降低服务小区或相邻小区的发射功率，以提高被干扰宏基站用户性能。
与传统闭环功率控制方案相比，功率控制是从抑制小区间干扰、优化系统整体小区边缘性能的角度出发，直到达到一个期望的SNR（信噪比）值。
功率控制方案作为一种重要的ICIC方案在异构网络中得到了广泛应用，如宏与Pico（微微蜂窝）、宏与家庭基站等异构场景。
该方案可以得到系统的后向兼容，且同时适用于FDD （频分双工）、TDD（时分双工）双工模式。
但是，功率控制方案的实现必须基于用户的测量和上报，在设计上需要考虑基站间的交互信息设计和传递。
十大无线网络技术对比
十大无线网络技术对比目前，无线网络连接技术按照传输距离远近可分为短距离无线连接技术和长距离无线连接技术。
下面分别列举了各自的5种主要技术，包括蓝牙，Wi-Fi，NFC，ZigBee，UWB以及GPRS，5G，NB-IoT，LoRa，全球卫星导航系统等。
互联网行业发展到今天，人们生活的便利度已经被极大的提高。
在家有Wi-Fi，出门有4G，定位有GPS等等，似乎网络已经成为继衣食住行之后的又一重要组成部分，覆盖生活的方方面面，但在万物互联时代，网络连接技术需要进一步迭代。
物联网架构一般被分为感知层、网络层、平台层和应用层，其中网络层处于物联网生态系统的枢纽位置，在物联网设备连接方面扮演着举足轻重的作用。
物联网的最终目标仍然是服务于人，因此，具有更高便携性的无线网络连接技术得到了更广泛的关注。
在互联网时代已经发展出一大批无线网络技术，面向万物互联，无线网络连接技术得到了更好的发展。
物联网解决方案供应商云里物里科技目前，无线网络连接技术按照传输距离远近可分为短距离无线连接技术和长距离无线连接技术。
下面分别列举了各自的5种主要技术，包括蓝牙，Wi-Fi，NFC，ZigBee，UWB以及GPRS，5G，NB-IoT，LoRa，全球卫星导航系统等。
下面就随着物联网解决方案供应商云里物里科技一起来了解下这十大无线网络技术的优缺点。
一、短距离无线连接1.蓝牙蓝牙(Bluetooth)是一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换(使用2.4—2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波)。
蓝牙可连接多个设备，克服了数据同步的难题。
从音频传输、图文传输、视频传输，再到以低功耗为主打的物联网传输，蓝牙应用的场景也越来越广。
前两代蓝牙技术都是技术的塑形阶段，将蓝牙技术发展成为一种可靠、安全、实用的传输通信技术。
随着3G时代的到来，蓝牙技术也迈入高速率传输的第三代。
第三代蓝牙技术传输速率高达24Mbps，核心是使用AMP技术，允许蓝牙协议栈针对任一任务动态地选择正确射频。
无线通信技术对比分析表
业务(最高)：473.6Kbps
室内环境至少2Mbit/s 室外步行环境至少384Kbit/s 室外车辆环境至少144Kbit/s
4.615 ms
10ms
了其对业务的支撑能力，除GPRS业
型业务如下：
享受普通、宽带话音；
多媒体业务，可视电话和视频会议电话；
移动Internet应用，E-MAIL、WWW浏览、电子商务、电
900MHz 1800MHz 支持TDMA 200KHz 8（或16）
900MHz 1800MHz 支持TDMA 200KHz 8
不同点
调制方式
帧长 语音业务速率
GMSK
4.615ms 13 Kbps
GMSK
4.615ms 13 Kbps
数据业务速率 9.7Kbps
171.3Kbps
GPRS
GSM900 GSM900E DCS1800 中国移动900 中国联通900 中国移动1800 中国联通1800
子贺卡等业务；
移动办公类业务：Intranet接入、企业VPN等将大力普及。
位置服务（LCS）；
播业务
扩频技术
调制技术
发射分集技术：TSTD（时间切换发射分集）、STTD
术
（时空编码发射分集）、FBTD（反馈发射分集） RAKE接收技术
信道编解码技术：卷积码和Turbo码技术
功率控制技术：上下行闭环功率控制，外环功率控制
473.7Kbps
1900MHz 2100MHz 支持CDMA 5MHz
15 QPSK、 16QAM、 64QAM
10ms
12.2Kbps 室内环境至少 2Mbit/s 室外步行环境 至少384Kbit/s 室外车辆环境 至少144Kbit/s
智慧照明系统在海上平台的研究与应用
技术应用/TechnologyApplication为响应国家碳达峰、碳中和目标，新建海上油气平台要求在“十四五”期间碳排放强度下降10%~18%。
常规海上平台建设采用普通LED照明，存在能耗高、灯具寿命短、光污染等问题，节能技术已达到瓶颈，且人工运维成本高，巡检时间长，劳动强度大，在危险区域的照明维护不及智慧照明系统在海上平台的研究与应用封园（中海石油（中国）有限公司天津分公司渤海石油研究院）摘要：常规海上平台采用普通LED 照明，灯具节能技术已达到瓶颈，照明负荷及电费优化困难。
随着国家对碳达峰、碳中和的持续推进，海上油气平台对设备节能环保、节能降碳高度重视。
智慧照明系统以照明灯具为智能联接管控对象，通过可靠的物联网技术和设备，实现了照明灯具的照度调节、能效监测、故障告警、寿命预测、信息追溯等功能，达到了高效率、精细化、低成本的照明管理。
以海上某新建平台为例，对平台采用常规LED 照明方案与基于物联网的智慧照明方案进行了详细对比分析，根据分析结果可知，采用智慧照明系统节电量约41.3%，年减少CO 2排放39.17t，年节煤量约13.89tce，节能降碳效果显著，可为后续油气田工程建设提供重要的参考借鉴。
关键词：海上平台；智慧照明系统；LoRa 通讯；节能降碳DOI :10.3969/j.issn.2095-1493.2024.02.005Research and application of intelligent lighting system in the offshore platform FENG YuanBohai Oil Research Institute of Tianjin Company，CNOOCAbstract：The conventional offshore platforms are provided with ordinary LED lighting．However，the energy conservation technology of lamps has reached the bottleneck，and it is difficult to optimize the lighting load and electricity bill.With the continuous promotion of carbon peak and carbon neutral-ity，the offshore oil and gas platforms has attached great importance to energy conservation，environ-mental protection，energy conservation and carbon reduction of equipment.The intelligent lighting system takes the lighting lamps as the intelligent connection control objects.Through reliable Internet of Things technology and equipment，the lighting lamps have been realized the illumination adjustment，energy efficiency monitoring，fault alarm，life prediction，information traceability and other func-tions，which achieves high efficiency，fine and low-cost lighting management.Taking a new platform as example，a detailed comparison and analysis of conventional LED lighting scheme and smart lighting scheme based on the Internet of things are made.According to the analysis results，the intelligent light-ing system is saved about 41.3%of electricity，reduced the carbon dioxide emission by 39.17t per year.Even more to the point，the coal saving amount is about 13.89tce per year，and the energy conserva-tion and carbon reduction effect is remarkable，which can be provided important reference for subse-quent oil and gas field engineering construction.Keywords：offshore platform；intelligent lighting system；LoRa communication；energy conserva-tion and carbon reduction作者简介：封园，工程师，2015年毕业于西安石油大学（控制理论与控制工程专业）2121号渤海石油管理局B1619室，300459。
无线通信系统在核电厂中的应用及工程实践
第3期 2021年3月Journal of CAEITVol. 16 No. 3 Mar. 2021doi ： 10.3969/j. issn. 1673-5692.2021.03.013无线通信系统在核电厂中的应用及工程实践丁 云，龙振海，邵拓(中核能源科技有限公司，北京100193 )摘要：在核电厂中应用先进的无线通信技术，可以使核电厂的建设和运行更为高效和便捷。
本文通过介绍无线通信系统在核电厂通信中的重要性，以及在现有核电厂中的应用类型和发展现状，对 比分析了几种常用的无线通信技术方案，确定了无线高保真（Wi-Fi)技术在现阶段核电厂无线通 信系统中的应用优势。
研究成果以全球首座高温气冷堆示范工程的无线通信系统为例，阐述了该 系统的设计原则、设计要求、系统功能和技术要求。
并根据工程应用的实践经验和无线通信技术的 发展现状，提出了未来核电厂无线通信系统的发展方向。
关键词：无线通信；核电厂；无线高保真；高温气冷堆中图分类号:TN92 文献标志码：A 文章编号：1673-5692(2021)03-29(M)7Application and Engineering Practice of Wireless CommunicationSystem in Nuclear Power PlantDING Yun, LONG Zhen-hai, SHAO Tuo(Chinergy Co. , Ltd. , Beijing 100193, China)Abstract ： The application of advanced wireless communication technology in nuclear power plant makes the construction and operation of nuclear power plant more efficient and convenient. This paper introduces the importance of wireless communication system in nuclear power plant communication, as well as the application types and development status in existing nuclear power plants. Through the comparative study of several common wireless communication technology schemes, the application advantages of wireless fidelity ( Wi-Fi) technology in the current nuclear power plant wireless communication system are determined. Taking the wireless communication system of the worlds first high temperature gas cooled reac- tor demonstration project as an example, the design principles, design requirements, system functions and technical requirements of the system are described. According to the practical experience of engineering application and the development status of wireless communication technology, the future development direction of wireless communication system in nuc lear power plant is proposed.Key words ： wireless communication ； nuclear power plant ； Wi-Fi ； high temperature gas cooled reactor〇引言近年来随着互联网及无线通信技术的飞速发 展，移动信息传输、移动语音、移动视频、移动支付等 无线通信功能和业务的开展给人们带来了无数的便利，使沟通更为高效快捷。
不同空间调制方式的性能对比
园 圜 国 圆
ｓ Ｍ 系统模型［ ４ １ 如图１ 。口 （ 尼 ） 是将要被发送的 信息比
特 矢量 ，含 有 ， ｚ 个 比特 ，经过ＳＭ调制后， 映射成长 度为
（ ２ ）由于 冲 击 的 相 位 和 幅 度 不 传 递 信 息 ， 接 收 机 要 求 Ｈ ｃ ＡＰ Ｍ更 低 ；
一 无ｌ ｌ 线『 ｌ 通＿ ｌ 信～
不 同空间调制方式的性能对 比
出在 不同频带利 用率 下三种调制技术 的性能比较 。最后
做 出总结。
选择４ 根 发送天线和ＢＰ ＳＫ 调制方式 ，也 可 以选择２ ￣ Ｅ 发 送 天线￣ Ｄ ＱＰ Ｓ Ｋ。这种 灵活的机制能够提 高频谱利用率 ，也
中ｈ 是信 道矩 阵 日 的第 列 。也 就是说 ，在任 意传输
图１ ＳＭ系 统
从上 述 的Ｓ Ｍ映 射 原 理 可 以 看 出 ， 由 于 ＳＭ技 术 使 用
ห้องสมุดไป่ตู้
时刻 ， 信 道 矩 阵 Ｈ 中只 有 一 列 是 激 活 的 ， 而 这 些 激 活 的 列 随 着 发 射 符 号 的 改 变 而 改 变 。这 些 列 在 Ｓ ＳＫ ￣ Ｉ 当 于 扮 演 着 随机 星座 点 的 角色 。
［ ０ ０…
ｇ ０ …０ ］ 其中Ｊ 表示出于激活状态
。
依据是当发射天线之间的空间距离不小于Ａ ， ／ ２（ 为
发 射 信 号 的 波 长 ） 时 ，各 个信 道 之 间可 以看 作 是 独 立 衰 落
的发射天 线序号， Ｘ ｑ １ ＇ ４ ￣ Ｍ— ａ ｒ ｙ ￣
＃ 的 第 ｑ 个
发 送 天 线 序 号 作 为 信 息 源 来 传 输信 息 ， 所 以其 传 输 的 数 据
ZigBee、蓝牙与WIFI的对比
三种近距离技术ZigBee、蓝牙(Bluetooth)和WiFi介绍目前常用的无线网络标准最流行的3个是ZigBee、蓝牙(Bluetooth)和WiFi。
1 ZigBee1．1 ZigBee简介Zigbee是IEEE 802．15．4协议的代名词，这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。
其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。
主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。
1．2 ZigBee技术优势及不足ZigBee技术优势主要包括以下几个方面：低功耗两节五号电池支持长达六个月到两年左右的使用时间，然而Bluetooth仅能工作数周，WiFi只可工作数小时。
低成本ZigBee数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本，且免收专利费。
可靠采用了碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突；节点模块之间具有自动动态组网的功能，信息在整个ZigBee网络中通过自动路由的方式进行传输，从而保证了信息传输的可靠性。
网络容量大ZigBee具有大规模的组网能力，每个网络达60 000个节点。
安全保密ZigBee提供了一套基于128位AES算法的安全类和软件，并集成了IEEE工作频段灵活使用频段为2．4 GHz，868 MHz及915 MHz，均为免执照频段。
同时ZigBee也存在着一些不足：传输范围小在不使用功率放大器的前提下，ZigBee节点的有效传输范围一般为10～75 m，仅能覆盖普通的家庭和办公场所。
数据传输速率低在2．4 GHz的频段也只有250 Kb/s，而且这只是链路上的速率，除掉帧头开销、信道竞争、应答和重传，真正能被应用所利用的速率可能不足100 Kb/s，并且这余下的速率也可能要被邻近多个节点和同一个节点的多个应用所瓜分。
各种数字调制方法对比
调制是所有无线通信的基础，调制是一个将数据传送到无线电载波上用于发射的过程。
如今的大多数无线传输都是数字过程，并且可用的频谱有限，因此调制方式变得前所未有地重要。
如今的调制的主要目的是将尽可能多的数据压缩到最少的频谱中。
此目标被称为频谱效率，量度数据在分配的带宽中传输的速度。
此度量的单位是比特每秒每赫兹（b/s/Hz）。
现在已现出现了多种用来实现和提高频谱效率的技术。
幅移键控（ASK）和频移键控（FSK）调制正弦无线电载波有三种基本方法：更改振幅、频率或相位。
比较先进的方法则通过整合两个或者更多这些方法的变体来提高频谱效率。
如今，这些基本的调制方式仍在数字信号领域中使用。
图1显示了二进制零的基本串行数字信号和用于发射的信号以及经过调制后的相应AM和FM信号。
有两种AM信号：开关调制（OOK）和幅移键控（ASK）。
在图1a中,载波振幅在两个振幅级之间变化，从而产生ASK调制。
在图1b中，二进制信号关断和导通载波，从而产生OOK调制。
图1:三种基本的数字调制方式仍在低数据速率短距离无线应用中相当流行：幅移键控（a）、开关键控（b）和频移键控（c）。
在载波零交叉点发生二进制状态变化时，这些波形是相干的。
AM在与调制信号的最高频率含量相等的载波频率之上和之下产生边带。
所需的带宽是最高频率含量的两倍，包括二进制脉冲调制信号的谐波。
频移键控（FSK）使载波在两个不同的频率（称为标记频率和空间频率，即fm和fs）之间变换（图1c）。
FM会在载波频率之上和之下产生多个边带频率。
产生的带宽是最高调制频率（包含谐波和调制指数）的函数，即：m = Δf（T）Δf是标记频率与空间频率之间的频率偏移，或者：Δf = fs –fmT是数据的时间间隔或者数据速率的倒数（1/bit/s）。
M的值越小，产生的边带越少。
流行的FSK版本是最小频移键控（MSK），这种调制方式指定m = 0.5.还使用m = 0.3等更小的值。
接下来我们讨论两种进一步提高ASK和FSK的频谱效率的方法。
[无线技术]2.4G-无线通信标准比较
![[无线技术]2.4G-无线通信标准比较](https://img.taocdn.com/s3/m/e6ad38f95acfa1c7ab00cc6f.png)
【转帖】[无线技术]2.4G 无线通信标准比较2010-05-19 9:262.4GHz无线技术标准及ZigBee抗干扰性能1 引言为了实现工业、家庭和楼宇的自动化控制，将人类从有线的环境中解放出来，以取代线缆为目标，用于无线个人区域网(WPAN，Wireless Personal Area Network)范围的短距离无线通信技术标准得到了迅速的发展，典型技术标准有蓝牙(Bluetooth)、ZigBee、无线 USB(WirelessUSB)、无线局域网Wi-Fi(IEEE 802.11b/g)等。
在人们享受方便快捷的时候，这些技术的电磁兼容问题日益凸现。
由于这些技术均选择了2.4GHz(2.4～2.483GHz)ISM 频段，再加上无绳电话和微波炉等干扰源，就使得该频段日益拥挤，各种信号带宽。
2.4GHz 频段日益受到重视，原因主要有三: 首先它是一个全球性的频段，开发的产品具有全球通用性;其次，它整体的频宽胜于其他ISM 频段，这就提高了整体数据传输速率，允许系统共存; 第三就是尺寸，2.4GHz无线电和天线的体积相当小，产品体积也更小。
虽然每一种技术标准都进行了必要的设计来减小干扰的影响，但是为了能让各种设备正常运行，对他们之间的干扰、共存分析显然是非常重要的。
2 2.4GHz 频段的无线技术标准简介2.1 ZigBee/IEEE 802.15.4ZigBee 技术是一项新兴的短距离无线通信技术，主要面向的应用领域是低速率无线个人区域网(LRWPAN，Low Rate Wireless Personal Area Network)，典型特征是近距离、低功耗、低成本、低传输速率，主要适用于自动控制以及远程控制领域，目的是为了满足小型廉价设备的无线联网和控制，典型的如无线传感器网络，其详细特性见表1 。
2.4GHz频段是全球通用频段，868MHz和915MHz则是用于美国和欧洲的ISM 频段，这两个频段的引入避免了2.4GHz 附近各种无线通信设备的相互干扰。
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投资少,开通快,维护简单,适应性强 无中转通信距离达70 ,扩展性好 公里
可靠性有待改进、受环境影响较大 电力, 油田、煤
，传输距离短（500m～3Km），不适 于组成大规模无线网络.使用的频点 需要向无线电管委会申请，经批准后
矿,城市水处理、 集中供热等市政 工程
新疆油田石西、 陆梁作业区
方可使用.
6 数传电台 DSP 技术和无线电技术实现的高性能 Modbus ASCII 235.000MHz、
专业数据传输电台。
821MHz～870MHz
54Mbps
11Mbps 20Mbps 600Mbps
N*64K～N*E1
11Mbps
1-11Mbps 1-20Mbps 300-
19.2Kbps
根据天线功率来决定
通用分组无线服务技术（General
7
GPRS
Packet Radio Service)的简称，它 是GSM移动电话用户可用的一种移动
ETSI制定的GSM
GSM900M频段，资源 匮乏
2G网络
数据业务。
114—171kbps
20—40kbps
理论最大覆盖可以达 到121公里
传输速率高，接入时间短，支持IP协议 和X.25协议
适合于城市室外 应用。写字楼、 乡镇政府大楼、 网吧、话吧、休 闲场所
智邦SMC台湾玉 山国家公园
802.11b标准
13
WIFI 全称Wireless Fidelity 无线保真， （无线局域网标 2.4GHz附近
准）
短距离通信 11Mbps
最大优点就是传输速度较高，可以达到
带宽可调整 开放性区域：可达 11Mbps，另外它的有效距离也很长，同
4
ZIGBEE
、低功耗、低速率、低成本的双向无 线通讯技术。主要用于距离短、功耗 低且传输速率不高的各种电子设备之 间进行数据传输以及典型的有周期性 数据、间歇性数据和低反应时间数据
IEEE 802.15.4
2.14GHz(全球流行) 、868MHz(欧洲流 行)和915 MHz(美国 流行)3个频段上
理想情况下可以达到 快、信号覆盖率高、网络质量好、手机
15公里
终端丰富、国际随意漫游.
3G网络主要面对公众用户，无法实现 公私网络间的有效隔离，数据需经过 省级或地市级核心网络的分离后，经 公网接入油田企业网中，数据传输的 安全性无法保障。
TD－SCDMA是是中国提出的第三代移
动通信标准(简称3G)，具有自主知识
10
TD-SCDMA
版权，它的中文含义为时分同步码分 多址接入，属于一种无线通信的技术
TD-SCDMA协议
标准。目前，中国移动获得该3G牌照
。
A:1880-1920MHz B:2010-2025MHz C:2300-2400MHz 共 35MHz 目前A频段已被PHS 占用，难以协调； 目前TD-SCDMA使用 的是B频段；C频段 暂时未启用。
10—30kbps
一对一，1—2m 需要对接才能传输信息，安全性强
传输距离短，只能直线传输。通讯过 程中不能移动，遇障碍物通讯中断， 办公室环境下 功能单一，扩展性差
短距离通信
50mbps
20mbps
10m
抗干扰性能强，传输速率高，系统容量 大
传输距离短，易干扰其他通讯系统
仅适合家庭应用
ZigBee技术是一种近距离、低复杂度
第一，从标准来讲WiMax技术是不 能支持用户在移动过程中无缝切换。 其速度只有50公里，而且如果高速移 动，WiMAX达不到无缝切换的要求， 跟3G的三个主流标准比，其性能相差 是很远的。第二，WiMAX严格意义讲 不是一个移动通信系统的标准，还是 一个无线城域网的技术。另外，我国 政府也组织了相关专家对此做了充分 分析与评估，得出的结论是类似的。 第三，WiMAX要到802.16m才成成为具 有无缝切换功能的移动通信系统。 WiMAX阵营把解决这个问题的希望寄 托于未来的16m标准上，而16m的进展 情况还存在不确定因素。 Wimax技 术由于使用频率与TD-SCDMA技术冲 突，已被中国明令禁止在国内使用
的,一般天线在室外为 300米，在办公环境 中最长为100米；无
抗干扰能力强。码分多址能力强,高速可 扩展能力强。
WLAN的功耗较大，散热较多，对电源 供电要求较高，而且芯片的尺寸也比
线网桥天线功率大，
较大
传输距离远（可达
主要应用于公共 场所、企业办公
区（包括商务 楼）和家庭
辽河油田现场油 井监控
50KM）
2 红外传输 据，可以很方便地在办公室环境下实
现无线方式连接。
IrSimple
超宽带(UWB)技术始于20世纪60年代
兴起的脉冲通信技术，利用频谱极宽
3
UWB 的超短脉冲进行通信，又称为基带通 IEEE 802.15.a
信、无载波通信，主要用于军用雷达
、定位和通信系统中。
短距离通信
115.2kbps或 4mbps
50— 100kbps
全国绝大部分地区覆 速度快，与GPRS收费相同，全国漫游不
盖
另外收费
网络覆盖面少，信号还不稳
常用无线通信方式对比表
序 号
通信方式
简介
技术规范
可用频段
技术分类
传输速率 理论速率 实际速率
网络覆盖
优点
缺点
应用场所
油田应用案 例
WCDMA协议.该标 1940MHz-
Wideband CDMA(WCDMA)宽带码分多址 准提出了
案实现全双工传输。
常用无线通信方式对比表
传输速率 理论速率 实际速率
网络覆盖
优点
缺点
应用场所
油田应用案 例
1Mbps
10—30kbps
一对多，10m
相对红外传输，可加强信号，可以绕 易受到干扰，在协议的层面上不能做 弯，可以不对准，可以不在同一间房间 到匿名，造成泄漏数据的危险
家庭，办公室
红外传输是以红外线的方式传递数
1920MHz 1935MHz(上行)、 2110MHz 2125MHz(下行)
信道的CDMA2000无线技术。目前，中 国电信获得该3G牌照。
CDMA2000 3x
1920MHz 1935MHz(上行)、 2110MHz -
2125MHz(下行)
支持最高
2.5G-2.75G
153.5kbps数据速 率.
有丢包现象，终端不支持无线终止功 能，调制方式不是最优，存在转接时 延
EDGE是英文Enhanced Data Rate for
8
EDGE
GSM Evolution 的缩写，即增强型数 ETSI制定的GSM
据速率GSM演进技术。EDGE是一种从
或IS-136
GSM到3G的过渡技术，
2.75G网络
473.6kbps
常用无线通信方式对比表
序 号
通信方式
简介
技术规范
可用频段
技术分类
传输速率 理论速率 实际速率
网络覆盖
优点
缺点
应用场所
油田应用案 例
2.5G/3.5G许可频段
和5G免许可频段。
（5G频段由于其免
12
WINMAX
WiMAX是一种广域的宽带无线接入技 术，适合于城域网(MAN)的应用。全 球微波互联接入。(World interoperability for Microwave Access)
IEEE 802.16 的 系列宽频无线标 准（无线城域网 标准）
许可，难以保证传 输质量，不是特别 适合运营，但非常 适合行业和集团用 户来构建自己的
WiMax网络）
3G
70Mbps
45 Mbps 25～30英里
优势之一，实现更远的传输距离。WiMax 所能实现的50公里的无线信号传输距离 是无线局域网所不能比拟的，网络覆盖 面积是3G发射塔的10倍，只要少数基站 建设就能实现全城覆盖，这样就使得无 线网络应用的范围大大扩展。 优势 之二，提供更高速的宽带接入。据悉， WiMax所能提供的最高接入速度是70M， 这个速度是3G所能提供的宽带速度的30 倍。对无线网络来说，这的确是一个惊 人的进步。 优势之三，提供优良的 最后一公里网络接入服务。作为一种无 线城域网技术，它可以将Wi－Fi热点连 接到互联网，也可作为DSL等有线接入方 式的无线扩展，实现最后一公里的宽带 接入。WiMax可为50公里线性区域内提供 服务，用户无需线缆即可与基站建立宽 带连接。
1955MHz(上行)、
9 WCDMA 接入技术。目前，中国联通获得该3G GSM(2G)-GPRS- 2130MHz -
牌照。
EDGE-WCDMA(3G) 2145MHz(下行)，共
的演进策略。 15MHz×2
高速移动最高速
3G
率为384kb/s，而 室内最高速率为
2Mb/s
目前世界上最成熟的3G技术、上网速度
网络覆盖的地方均可 倍，从而大幅度延长了电池的寿命。该
使用。
标准从cdmaOne发展而来，仅占用现有频
谱中的1.25MHz带宽通道。
全国有近70%的乡镇 通了EVDO网络，目 前，中国电信CDMA网 络成为覆盖最广泛的 3G网络。
3G网络主要面对公众用户，无法实现 公私网络间的有效隔离，数据需经过 省级或地市级核心网络的分离后，经 公网接入油田企业网中，数据传输的 安全性无法保障。
应用。
5
WLAN
无线局域网，也被称为WLAN。WLAN是 IEEE 802.11a
利用无线技术在空中传输数据、话音
和视频信号
IEEE 802.11b
5.8GHz（5.725至 5.850GHz）