几种短距离无线通信技术及未来展望

目录

一、三种近场通信技术的特点

1、WIFI

​简要介绍    

主要技术特点

2、蓝牙

蓝牙技术介绍

主要技术特点

3、NFC

​简要介绍  

技术特点

二、未来近场通信技术的应用场景进行分析与预测

1、WIFI

2、蓝牙

3、NFC

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一、三种近场通信技术的特点

        在通信和信息技术的不断发展，近距离的无线通信技术只要通信收发双方通过无线电波传输信息且传输距离限制在较短范围以内，就可称为短距离无线通信。目前我们所看到的短距离无线技术都有其立足的特点，或基于传输速度、距离、耗电量的特殊要求;或着眼于功能的扩充性；或符合某些单一应用的特别要求；或建立竞争技术的差异化等，但是没有一种技术可以完美到足以满足所有的需求。

        目前安卓有三种常用的近距离通信技术，分别是：WIFI，蓝牙和NFC。

1、WIFI

​简要介绍    

        WiFi 技术的全称Wireless Fidelity，可以通过射频技术进行数据传输，可以使一些有线局域网力所不能及的地方拥有网络覆盖，进而给人们生活带来极大便利。是一种短程无线传输技术，能够在数百英尺范围内支持互联网接人的无线电信号。规定了无线局域网的基本网络结构和基本传输介质，规范了物理层(PHY)和介质访问层(MAC)的特性。物理层采用红外。DSSS(直接序列扩频)或FSSS(调频扩频)技术。

        WiFi 利用简单存取构架来实现远距离大范围的网络连接，因此只需在 WiFi电波覆盖的有效范围内，就可以利用 WiFi 进行连网，个人手机、电视、电脑等联网设备的终端均能够以无线方式连接在一起，从而借助“互联网”实现更多的功能。除此之外，WiFi 可在信号弱及干扰大的情况下自动调节，最高宽带可达11Mbps，保障了网络的稳定性和安全性。与蓝牙等其它无线传输协议相比，WiFi 更有得天独厚的优势，其最高传输距离可达 100m，是蓝牙技术的 6 倍左右。也正因为如此，WiFi因其速度快，覆盖范围广，可靠性强等优势迅速得到市场的认可、用户的广泛欢迎。

主要技术特点

①无线上网

        WiFi 频段在全球是不需任何电信运营执照的免费频段，在生活中较为普及，最方便的是只需购买路由器等设备便可构建 WiFi 网络。同时，WiFi 具有良好的穿透能力，家庭用户使用起来绰绰有余，即使有墙阻挡也没问题，非常适合舒适的家庭上网和移动办公需求。用户可以在 WiFi 覆盖范围内随时随地浏览网页，传输数据，不仅便利人们生活，还降低了上网成本，受到人们的广泛欢迎。

②成本低廉

        WiFi 的安装及使用相当简单，只需建立相应的接入口即可，整个工序不到 10 分钟，如果部署有线网络，相应的布线工作则会花费大量时间。如果网络进行拆卸和迁移，只需在新地点重新办理一个宽带，再将 WiFi 路由器安装在宽带上即完成了网络的部署工作。由于接入方便，成本低廉的特点，WiFi 技术已经在公共接入服务领域成为瞩目的明星。

③传输速度快

        WiFi 传输的速度相比于蓝牙有着得天独厚的优势，通过加大功率和提高接受灵敏度，WiFi 网络传输效果更好，速度更快，并可以通过信号干扰和外界环境来自动调整网络速率，进而提高速度稳定性，最高速率可达 11Mbps，几乎可以和有线连接媲美，大大超过同类型无线网络技术。随着技术的进一步提高，WiFi 技术其功能有将近一步增强。

④ 安全问题

        虽然 WiFi 有大量的优势，但是它的安全隐患却是一个不可忽略的缺点。由于 WiFi 使用无线电波传输数据，容易受到黑客的攻击，非法用户可不经授权擅自使用网络资源，不仅使网速减低而且因无线网是有线网的延伸，黑客可能会进一步入侵其他系统。进而无线网的安全隐患会进一步发展为整个安全系统的漏洞，只需攻破无线网，整个网络就暴露于黑客眼前，数据容易被窃取，也会引起法律纠纷。通过多年的发展，人们已通过网络加密和访问控制等安全机制对上网安全进行了保障，如 WPA 技术通过授权的方式给上网用户提供数据保护，认证技术可确保用户访问数据安全。人们已能很好应对木马病毒流窜，黑客入侵等问题。WiFi 的安全性已得到越来越完善的保障。

2、蓝牙

蓝牙技术介绍

        蓝牙技术是一种低功率短距离的无线连接技术标准，技术采用较低的成本完成设备间的无线通信，天线单元、链路控制单元、链路管理单元和软件单元四部分组成一个蓝牙系统。蓝牙技术的实质是要建立一个通用的无线电空中接口 和控制软件的统一标准，使得通信技术和计算机技术完美结合，在没有电缆连接的情况下，不同厂家生产的便携式设备可 以在短距离范围内拥有互相通信的功能。

        蓝牙技术致力于在10m的空间内使所有支持该技术的移动或非移动设备可以方便地建立网络联系、进行话音和数据通信。其传输频段为全球公众通用的2.4GHz ISM频段，提供1Mbps 的传输速率和10m的传输距离，蓝牙技术的出现推动和拓展了无线通信的应用领域。

主要技术特点

        蓝牙技术主要有低功率，低成本，工作频段为 全球通用的 2.4 GHz，可同时传输音频和数据，具有很好的抗干扰能力的技术特点。 缺点是        芯片大小和价格难以下调、抗干扰能力不强、传输距离太短、信息安全问题等等。

3、NFC

​简要介绍  

        近场通信（Near Field Communication，简称NFC），使用了NFC技术的设备可以在彼此靠近的情况下进行数据交换，是由非接触式射频识别（RFID）及互连互通技术整合演变而来的，通过在单一芯片上集成感应式读卡器、感应式卡片和点对点通信的功能。

        近场通信业务结合了近场通信技术和移动通信技术，实现了电子支付、身份认证、票务、数据交换、防伪、广告等多种功能，是移动通信领域的一种新型业务。近场通信业务增强了移动电话的功能，使用户的消费行为逐步走向电子化，建立了一种新型的用户消费和业务模式。

        NFC技术的应用在世界范围内受到了广泛关注，国内外的电信运营商、手机厂商等不同角色纷纷开展应用试点，一些国际性协会组织也积极进行标准化制定工作。据业内相关机构预测，基于近场通信技术的手机应用将会成为移动增值业务的下一个杀手级应用。

技术特点

        NFC的中文全称为近场通信技术。NFC是在非接触式射频识别(RFID)技术的基础上，结合无线互连技术研发而成，它为我们日常生活中越来越普及的各种电子产品提供了一种十分安全快捷的通信方式。NFC中文名称中的“近场”是指临近电磁场的无线电波。 因为无线电波实际上就是电磁波，所以它遵循麦克斯韦方程，电场和磁场在从发射天线传播到接收天线的过程会一直交替进行能量转换，并在进行转换时相互增强，例如我们的手机所使用的无线电信号就是利用这种原理进行传播的，这种方法称作远场通信。而在电磁波10个波长以内，电场和磁场是相互独立的，这时的电场没有多大意义，但磁场却可以用于短距离通讯。

        在20cm距离内工作于13.56MHz频率范围。NFC最初仅仅是遥控识别和网络技术的合并，但现在已发展成无线连接技术。它能快速自动地建立无线网络，为蜂窝设备、蓝牙设备、Wi-Fi设备提供一个“虚拟连接”，使电子设备可以在短距离范围进行通讯。NFC的短距离交互大大简化了整个认证识别过程，使电子设备间互相访问更直接、更安全和更清楚，不用再听到各种电子杂音。        

二、未来近场通信技术的应用场景的分析与预测

1、WIFI

​        WIFI若应用在机场、酒店、商场等公共热点场所，可以节省大量铺设电缆所需花费的资金。 WiFi的传输速度很快，最高可达54Mb／s，符合个人和社会信息化的需求。在网络覆盖范围内，允许用户在任何时间、任何地点访问网络，随时随地享受诸如网上证券、视频点播(VOD)、远程教育、远程医疗、视频会议、网络游戏等一系列宽带信息增值服务。并实现移动办公。WiFi应用现在已经非常普遍，支持WiFi的电子产品越来越多，像手机、MP4、电脑等，基本上已经成为了主流标准配置。相比WiFi 4、WiFi 5等历代WiFi技术标准，WiFi 6在带宽、网络速率、网络时延、功耗等方面实现提升，从而进一步拓展WiFi技术应用场景。从WiFi技术的应用发展情况分析，第一阶段以手机、平板电脑、笔记本电脑等消费级电子终端为驱动，第二阶段以智能家居、智慧城市等物联网应用为驱动，第三阶段以虚拟现实、超高清视频应用等新一代高速率应用为驱动，而在WiFi 6技术标准发展推动下，WiFi技术向第三阶段迈进的步伐日益加快。

2、蓝牙

①蓝牙在智能家居方面的趋势 

        蓝牙的定位一个方面的趋势在智能家居的使用上。这样的暴升源于网格（mesh）技能在智能家居中的使用，这个技能由CSR技能提出，并源于免费授权给其他蓝牙客户，它改变了传统蓝牙的组网方法，以播送方式组成网格，弥补了传统蓝牙不能组成大规模网络的短板。CSR全球规范研究院Robin Heydon在其发言中就剖析过这种网格技能的的优势。他指出，这个技能不光拓展了蓝牙的使用场景，更增强了曾被人诟病的穿墙才能。他认为，蓝牙定位技能在未来将全面渗透到咱们生活的方方面面---从户外一直延伸到家庭的各种使用。他粗略统计了一下，仅在家庭内容，就或许用到87个蓝牙设备，如门窗、车库、厨房报警、洗碗台、地漏、餐桌、桌椅、卧室、阳台等等。这些使用或许是与穿戴产品或许与智能照明结合，或许与家庭安防结合，蓝牙器件与各类传感技能结合，经过网格技能组成一个巨大的网络，把你罩在一个智能的国际中。

②蓝牙与传感器的结合

        为了更好的完成智能化，未来蓝牙定位芯片将和传感器进行深度融合，最有或许的是厂商会提供SIP封装方式的蓝牙芯片组，例如在这次展会上，来自法国的Insight SIP就展现了 将蓝牙和加速度计陀螺仪等传感器封装在一起的模块，这家公司号称在RF规划方面有专长，所以使用封装技能把射频部分也封装进去。

③蓝牙与Beacon技能

        Beacon技术最简单的理解可以是一个小型的信息基站，而多个Beacon能构成信息服务网络。蓝牙的Beacon定位技能精度高，成本低将推翻未来的零售模式，他举例说未来当你走入一家零售商铺时，Beacons定位技能能够对你精准定位当你走到外套橱窗时，手时机弹出相关的促销信息，甚至会依据你以往的收购大数据来推荐衣服。当然，蓝牙技能还能够完成移动付出。CSR高档产品营销司理David James在现场为我粉饰了CSR beacon计划，这个计划的精度很高，仅3米间隔就能够感知出改变。能够用于室内零售的智能化。

        如今，蓝牙位置服务解决方案已成为全球各种设施提高效率的关键技术。制造商、医院、仓库等利用该技术来追踪关键的资产和人员，或为其安全访问控制系统提供支持;零售业利用蓝牙位置服务为客户提供室内导航和地标信息服务位置服务解决方案，以及通过蓝牙进行接近类营销。因此，根据分析预测，至2023年，预计将有17亿台手机添加蓝牙位置服务功能。蓝牙不仅是音频、汽车以及手机、平板和台式电脑等传统市场所不可或缺的技术，同时也在智能家居、智能楼宇、智能工业和智慧城市等全球新兴商业和工业市场发挥着关键的作用。根据对蓝牙新兴市场最新趋势的预测，蓝牙技术在全球商业和工业领域的采用率将持续保持增长。所有预测均表明，在可预见的未来，蓝牙将继续推动新兴市场的扩张。

3、NFC

​        NFC近场通信业务结合了近场通信技术和移动通信技术，实现了电子支付、身份认证、票务、数据交换、防伪、广告等多种功能，是移动通信领域的一种新型业务。近场通信业务增强了移动电话的功能，使用户的消费行为逐步走向电子化，建立了一种新型的用户消费和业务模式。

​        目前NFC的应用范围也不再局限于移动支付范畴，市场上支持NFC技术的设备也越来越多，包括索尼、三星、LG、谷歌、诺基亚和HTC等品牌手机，并且有很多其它电子设备也开始支持该技术。现在手机中NFC最常用的功能是将两台NFC手机靠近就可以轻松的实现数据传输。

        在CES发布会上松下公司在音箱、摄像头、电视、冰箱、名片等电子设备中嵌入了NFC芯片；索尼将NFC技术整合到几乎所有的产品中;LG公司也将NFC技术整合到其公司旗下的各种家用电器中。嵌入这些NFC芯片的设备可以实现更贴心、更方便、更快捷、更广阔的应用，比如用户只要将安装有NFC标签的设备与智能手机建立连接，即可实现远程操控，如在办公时打开洗衣机;NFC手机与安装有NFC标签的家用电器轻轻接触一下，就可以轻松的控制冰箱、洗衣机、烤箱或电饭煲;NFC手机与装有NFC标签的电视接触，就可以用手机来充当电视遥控器，而且一个手机可以充当任意产品电视的遥控器，如TCL或者SONY等;NFC耳机只要与拥有NFC功能的智能手机或电脑音讯输出装置轻触一下，就可以完成配对聆听音乐;如果在海报和其它非电子设备中安装了被动式NFC标签，就可以进行阅读等操作。

        除了家用电器和一些简单电子设备之外，NFC技术在其它领域也渐渐突显优势，如一些国外的旅馆和赌场使用该技术，允许NFC设备触碰获得各种信息，包括饭店菜单和购票、查看各种时间等;在医疗行业瑞典芯片厂商Cypak与美国医疗用品厂商Meridian Health合资成立的Impak Health，开发出了一款名为Rhythm Trak的心脏监护器。它可以通过手机从NFC设备中下载与自己心脏相关的数据信息;惠普推出了SpectreOne一体机，这款计算机整合了NFC技术，被称为HP TouchZone，用户可以通过NFC智能手机或其它NFC设备登录此计算机并向其传输数据;另外NFC技术也将被应用于汽车行业，如远程摇控打开汽车车门或其它方面等。

        在国内，NFC技术也适用于很多场景，比如移动支付功能、公交刷卡功能、学校食堂的饭卡、各种门禁卡、各种电子车票、各种电子门票、文件与数据的传输、电子名片、智能海报、家用电器操作、物流等。你可以通过带有NFC的智能手机到商场买东西、上班或者开会签到、刷公交卡或电影票、或者和别人交换电子名片、联机玩游戏等。最重要的一点是即使当你的手机没电了，仍然能把它当作一个交通卡、饭卡、门禁卡、票据等使用，和我们手中的各种感应卡片完全一样。

        NFC技术的应用在国内外受到了广泛关注，国内外的电信运营商、手机厂商等不同角色纷纷开展应用试点，一些国际性协会组织也积极进行标准化制定工作。据预测，基于近场通信技术的手机应用将会成为移动增值业务的下一个杀手级应用。