近场通信技术

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Wi-Fi

简介

• WIFI全称Wireless Fidelity，又称802.11标准，与蓝牙技术一样，同属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术。该技术是由一个名为“无线以太网相容联盟”(Wireless Ethernet Compatibility Alliance，WECA)的组织所发布的业界术语，中文译为“无线相容认证”。它能够在数百英尺范围内支持互联网接入的无线电信号。随着技术的发展，以及IEEE 802.11a及IEEE 802.11g等标准的出现，现在IEEE 802.11这个标准已被统称作Wi-Fi。Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备(如pad、手机）等终端以无线方式互相连接的技术，事实上它是一个高频无线电信号。
• WIFI就是一种无线联网的技术，以前通过网线连接电脑，而现在则是通过无线电波来连网；常见的就是一个无线路由器，那么在这个无线路由器的电波覆盖的有效范围都可以采用WIFI连接方式进行联网，如果无线路由器连接了一条ADSL线路或者别的上网线路，则又被称为“热点”。

特点

• 无线电波的覆盖范围广
  无需直线传播传输范围为室外最大300米，室内有障碍的情况下最大100米，适合办公室及单位楼层内部使用。而蓝牙技术只能覆盖15米以内。

• 速度快，可靠性高
  802.11b无线网络规范是IEEE 802.11网络规范的变种，最高带宽为11 Mbps，在信号较弱或有干扰的情况下，带宽可调整为5.5Mbps、2Mbps和1Mbps，带宽的自动调整，有效地保障了网络的稳定性和可靠性。

• 无需布线
  WiFi是由AP和无线网卡共同组成的无线局域网，基于这种组成结构，WiFi的构成不需要布线。在一些办公场所,如医院、快餐店、教育机构等场所布局，不受布线条件的限制，该技术使用的是2.4GHz附近的频段。

• 建网简单，厂商易介入
  一般架设无线网络的基本配备就是无线网卡及一台AP，如此便能以无线的模式，配合既有的有线架构来分享网络资源，架设费用和复杂程序远远低于传统的有线网络。如果只是几台电脑的对等网，也可不要AP，只需要每台电脑配备无线网卡。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”，并通过高速线路将因特网接入上述场所。这样，由于“热点”所发射出的电波可以达到距接入点半径数十米至100米的地方，用户只要将支持无线LAN的笔记本电脑或PDA拿到该区域内，即可高速接入因特网。也就是说，厂商不用耗费资金来进行网络布线接入，从而节省了大量的成本。

• 健康安全
  IEEE802.11规定的发射功率不可超过100毫瓦，实际发射功率约60~70毫瓦，手机的发射功率约200毫瓦至1瓦间，手持式对讲机高达5瓦，而且无线网络使用方式并非像手机直接接触人体，是绝对安全的。

• 根据无线网卡使用的标准不同，WIFI的速度也有所不同,功耗较高
  802.11b 11Mpbs
  802.11g 54Mpbs
  802.11n 600Mpbs
  802.11ac 1.3GMpbs

应用场景分析与预测

• 智能家居
         无论是哪种无线通信技术所组成的智能家居网络，前提保障都是要进行连接家庭网络，而这恰好是WIFI的优势，如今全球的大多部空间(移动或固定)大多都支持WIFI连网。尽管WIFI要实现在智能家居领域的应用，实际是要连接家居设备组成的网络，并非是家庭互联网网络，但作为一种无线通信技术，在连接智能家居网络和家庭互联网络上是直接进行的，不需要不同信号的转换，从而降了WIFI技术在智能家居领域中应用的开发难度。
          相对于ZIGBEE等技术，WIFI有自身明显的缺点，比如功耗相对较高，安全性和抗干扰性相对较低，网络设备的承载能力也很有限等，但"短小精悍"的WIFI也有自身优势。WIFI的无线电波的覆盖范围广，半径可达100米，在家庭、办公场所，甚至整栋大楼中都可使用，同时无需布线的WIFI传输速度也非常快，可以达到11mbps，符合个人和社会信息化的需求。另外，相关专业人士表示，WIFI设备的辐射量也微乎其微，可以忽略不计，并不会向人们所担心的那样对人体健康构成威胁。
          值得进一步说明的是，虽然由于WIFI网络承载的家居设备有限，要想将家庭设备都连接起来，实现家庭设备的全面智能也是"赶鸭子上架"，但"轻巧"同样有"轻巧"的好处。从另一个角度看，WIFI恰好具备了其他无线通信技术不具有的灵活性、可移动性，这也是很多可移动设备都具有WIFI功能的重要原因，如智能手机、平板电脑、笔记本电脑等利用WIFI都可以满足个人用户对快速消息的需求。
         随着轻智能、微智能等说法的兴起，WIFI展示了其在智能家居应用的闪光点。与物联传感等公司衷情于ZIGBEE无线技术不同，轻智能家居厂商更倾向于利用家庭WIFI来直接实现家居设备的相连相通，将WIFI模块置入到开关、插座中，作为轻智能家居的入口和一个可以控制中心，实现对家居设备的智能化控制。如今，国外公司的Belkin、Torrap等所研发的深受好评的轻智能产品都是以WIFI基础，而国内也有不少企业开始着手将WIFI应用于智能家居中，打造本土的轻智能产品。

• 无人机控制
         大部分无人机是通过无线模块WiFi模块与地面中继器、手机连接的，因此在室内无人机飞行方向、距离、速度、倾斜角度等等的控制中，WiFi模块起到了非常重要的作用。以SKYLAB的图传WiFi模块SKW77为例，现在不单单只是图传功能，还能在图传的同时实现对无人机的控制，也就是工程师所说的图传视频一体化！
  
         在无人机的无线模块中，WiFi模块必须是成对出现，一个内置于无人机内，一个内置于地面的中继器（AP/CLIENT模式）内。以SKYLAB无人机远程视频传输解决方案为例，在无人机和地面的中继器内加入串口WiFi模块，手机通过与无人机和地面的中继器内置的串口WiFi模块给无人机传递控制信号，控制它的飞行方向、距离、速度、倾斜角度等等。所以WIFI在无人机控制行业的前景是可观的。

Bluetooth

简介

       蓝牙是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技术，能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。利用蓝牙技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化设备与因特网Internet之间的通信，从而数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。
       蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，它以低成本的近距离无线连接为基础，为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接。其实质内容是为固定设备或移动设备之间的通信环境建立通用的无线电空中接口（Radio Air Interface），将通信技术与计算机技术进一步结合起来，使各种3C设备在没有电线或电缆相互连接的情况下，能在近距离范围内实现相互通信或操作。简单的说，蓝牙技术是一种利用低功率无线电在各种3C设备间彼此传输数据的技术。蓝牙工作在全球通用的2.4GHz ISM（即工业、科学、医学）频段，使用IEEE802.15协议。作为一种新兴的短距离无线通信技术，正有力地推动着低速率无线个人区域网络的发展。

特点

• 全球范围适用
  蓝牙工作在2.4GHz的ISM频段，全球大多数国家ISM频段的范围是2.4~2.4835GHz，使用该频段无需向各国的无线电资源管理部门申请许可证。

• 传输距离较短
  现阶段，蓝牙技术的主要工作范围在10米左右，经过增加射频功率后的蓝牙技术可以在100米的范围进行工作，只有这样才能保证蓝牙在传播时的工作质量与效率，提高蓝牙的传播速度。

• 安全性和抗干扰能力强
  由于蓝牙技术具有跳频的功能，有效避免了ISM频带遇到干扰源。蓝牙技术的兼容性较好，蓝牙技术已经能够发展成为独立于操作系统的一项技术，实现了各种操作系统中良好的兼容性能。

• 同时可传输语音和数据
  蓝牙采用电路交换和分组交换技术，支持异步数据信道、三路语音信道以及异步数据与同步语音同时传输的信道。每个语音信道数据速率为64kbit/s,语音信号编码采用脉冲编码调制(PCM）或连续可变斜率增量调制(CVSD)方法。当采用非对称信道传输数据时，速率最高为721kbit/s，反向为57.6kbit/s;当采用对称信道传输数据时，速率最高为342.6kbit/s。蓝牙有两种链路类型:异步无连接链路和同步面向连接链路。

• 可以建立临时性的对等连接
  根据蓝牙设备在网络中的角色.可分为主设备与从设备。主设备是组网连接主动发起连接请求的蓝牙设备，几个蓝牙设备连接成一个微微网时，其中只有一个主设备，其余的均为从设备。微微网是蓝牙最基本的一种网络形式，最简单的微微网是一个主设备和一个从设备组成的点对点的通信连接。通过时分复用技术，一个蓝牙设备便可以同时与几个不向的微微网保持同步，具体来说，就是该设备按照一定的时间顺序参与不同的微微网，即某一时刻参与某一微微网，而下一时刻参与另一个微微网。

• 成本低
  随着市场需求的扩大，各个供应商纷纷推出自己的蓝牙芯片和模块，蓝牙产品价格飞速下降。

• 开放的接口标准
  SIG为了推广蓝牙技术的使用，将蓝牙的技术标准全部公开，全世界范围内的在何单位和个人都可以进行蓝牙产品的并发，只要最终通过SIG的蓝牙产品兼容性测试，就可以推向市场。

• 低功耗
  蓝牙设备在通信连接状态下，有四种工作模式——激活模式、呼吸模式、保持模式和休眠模式，激活模式是正常的工作状态，另外三种模式是为了节能所规定的低功耗模式。

应用场景分析与预测

• 在汽车领域的应用
  1. 蓝牙免提通讯
         将蓝牙技术应用到车载免提系统中，是最典型的汽车蓝牙应用技术。利用手机作为网关，打开手机蓝牙功能与车载免提系统，只要手机在距离车载免提系统的10米之内，都可以自动连接，控制车内的麦克风与音响系统，从而实现全双工免提通话。利用车载免提应用框架作为蓝牙免提通讯技术的基础，很好的规范蓝牙设备，并且汇集蓝牙功能集，这样就可以控制蓝牙技术。
  2. 车载蓝牙娱乐系统
         车载蓝牙娱乐系统，主要包括USB技术、音频解码技术、蓝牙技术等，将上述技术相融合，利用汽车内部麦克风、音响等，播放储存在u盘中的各种音频以及电话簿等，还增添了流行音乐等播放功能。以CAN为基础连接车载系统中的网络，这样就可以实现车载信息娱乐系统的运行。同时也为系统保留了可扩展性。
  3. 蓝牙车辆远程状况诊断
         车载诊断系统主要依靠蓝牙远程技术，及时进行车辆检修，尤其对汽车发动机进行实时监测，帮助车辆时刻掌握不同功能模块的具体运行情况，一旦发现系统运行不正常，利用设定好的计算方法准确判断出现故障的原因与故障类型，将故障诊断代码上传到车载运行系统存储器中。取更加方便快捷。
  4. 汽车蓝牙防盗技术
         随着技术得逐渐成熟，蓝牙在应用广泛性、使用安全性、传输准确性、传输高效性等方面会有更进一步的改善。尤其是蓝牙防盗器的应用，如果汽车处于设防状态，蓝牙感应功能将会自动连接汽车车主手机，一旦车辆状态出现变化或者遭受盗窃，将会自动报警，蓝牙防盗技术的应用，为汽车提供更安全环境。
• 未来蓝牙技术的应用领域会向广度发展。蓝牙技术的第一阶段是支持手机、PDA和笔记本电脑，接下来的发展方向要向着各行各业扩展，包括汽车、信息家电、航空、消费类电子、军用等。

NFC

简介

近场通信（Near Field Communication，简称NFC），是一种新兴的技术，使用了NFC技术的设备（例如移动电话）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，利用移动终端实现移动支付、电子票务、门禁、移动身份识别、防伪等应用。

特点

       近场通信是基于RFID技术发展起来的一种近距离无线通信技术。与RFID一样，近场通信信息也是通过频谱中无线频率部分的电磁感应耦合方式传递，但两者之间还是存在很大的区别。近场通信的传输范围比RFID小，RFID的传输范围可以达到0~1m，但由于近场通信采取了独特的信号衰减技术，相对于RFID来说近场通信具有成本低、带宽高、能耗低等特点。
       近场通信技术的主要特征如下：
（1）用于近距离（10cm以内）安全通信的无线通信技术。
（2）射频频率：13.56MHz。
（3）射频兼容：ISO 14443，ISO 15693，Felica标准。
（4）数据传输速度：106kbit/s，212 kbit/s，424kbit/s。
（5）不需要电池，功耗低。

应用场景分析与预测

• 支付应用
         NFC支付主要是指带有NFC功能的手机虚拟成银行卡、一卡通等的应用。NFC虚拟成银行卡的应用，称为开环应用。理想状态下是带有NFC功能的手机可以作为一张银行卡在超市、商场的POS 机上进行刷手机消费，但目前在国内还无法完全实现。主要原因是作为开环应用下的NFC支付有着繁冗的产业链，背后的卡商、方案商的利益和产业格局博弈十分复杂。就目前国内NFC开环应用的大环境来说，由于各方面利益的博弈，NFC开环支付应用已经错过了在支付宝和微信支付等移动支付普及之前的最佳时机，NFC开环支付已经不可能再单独发展起来。NFC开环支付以后的发展只有寻求和支付宝和微信支付进行衔接和捆绑，作为支付宝和微信支付的身份认证手段，才有可能在未来的移动支付中占有一席之地。NFC虚拟成一卡通卡的应用，称为闭环应用。目前NFC 的闭环应用在国内的发展也不太理想，虽然在有些城市的公交系统已经开放了手机的NFC功能，但并没有得到普及。根本原因是以卡为载体的一卡通系统有一个发卡的获利，系统集成商和运营商(公交集团及学校等)在发卡上可以获得丰厚的利润。 所以目前小米和华为都在一些城市试点开通手机的NFC公交卡功能，但目前都还需要开通服务费。但是随着NFC手机的普及技术的不断成熟，一卡通系统会逐渐支持NFC手机的应用， 前景是乐观的，但过程注定是曲折的。
• 安防应用
         NFC安防的应用主要是将手机虚拟成门禁卡、电子门票等。 NFC虚拟门禁卡就是将现有的门禁卡数据写入手机的NFC，这样无需使用智能卡，使用手机就可以实现门禁功能，这 样不仅是门禁的配置、监控和修改等十分方便，而且可以实现远程修改和配置，例如在需要时临时分发凭证卡等。NFC虚拟电子门票的应用就是在用户购票后，售票系统将门票信息发送给手机，带有NFC功能的手机可以把门票信息虚拟成电子门票，在检票是直接刷手机即可。 NFC在安防系统的应用是今后NFC应用的重要领域，前景十分广阔。因为在这个领域可以直接为该技术使用者带来经济利益，让他们更有动力进行现有设备和技术的升级。因为使用手机虚拟卡，可以减少门禁卡或者磁卡式门票的使用，直接降低使用成本，另外还可以适当提高自动化程度，降低人员成本和提升效率。
• 标签应用
         NFC标签的应用就是把一些信息写入一个NFC标签内， 用户只需用NFC手机在NFC标签上挥一挥就可以立即获得相关的信息。例如商家可以把含有海报、促销信息、广告的NFC标签放在店门口，用户可以根据自己的需求用NFC手机获取相关的信息，并可以登录社交网络、和朋友分享细节或好东西。虽然NFC标签在应用上十分便捷，成本也很低，但在目前移动网络的普及和二维码的逐渐流行，NFC标签的应用前景不容乐观。因为和NFC标签相比，二维码只需要生成和印刷成一个小图像，可以说几乎是零成本，提供的信息和NFC一样很丰富，很容易就会替代NFC标签的应用。

总结