短距离无线通信技术
1.1 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。 WWAN 无线广域网 WMAN 无线城域网 WLAN 无线局域网 WPAN 无线个域网 无线基站（信源） 发送/接收 蜂窝通讯技术 2G/3G/4G GPRS EDGE LTE …… WiMax Wibro（韩国） 802.16 WIFI WAPI 802.11 Bluetooth RFID UWB NFC Zigbee IrDA …… 中、长距离无线通信，卫星通信和长波、短距离无线通信，NFC则被视为非接触超短波则能实现超长距离无线通信 短距离无线通信 UWB 0~10m 53.3~480M 高 3.1~10.6G 短距离无线通信技术对比 WIFI IrDA Zigbee 0~100m 54Mbps 低 2.4GHz 点对点 0~1m 1Mbps 低 网状 10m~75m Bluetooth 单点对多点 0~10m NFC 点对点 0~20cm 424Kbps 极高 13.56MHz RFID 0~50m 高 多频段 通信模式 通信距离 传输速度 安全性 频段 10K~250Kbps 1Mbps 中 2.4GHz 868MHZ欧洲 915MHz美国 高 2.4GHz 国际标准 802.11b 802.11g 无 802.15.4 802.15.1x 无 ECMA340 ECMA352 低 成本 高 低 极低 低 高 低 1.1.1 WLAN
? WIFI是WLAN的主流技术标准，应用中常把WIFI与WLAN等价，其实这并不严谨，例如，中国对WLAN强制执行自有知识产权的WAPI标准。 ? WLAN应用的标准协议是802.11，这是一个庞大的协议家族。 802.11是WLAN原始标准，WIFI应用802.11b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。
802.11n和802.11ac是未来最有应用潜力的协议标准。 ? 802.11，1997年，原始标准（2Mbit/s，播在2.4GHz）。 ? 802.11a，1999年，物理层补充（54Mbit/s，播在5GHz）。 ? 802.11b，1999年，物理层补充（11Mbit/s播在2.4GHz）。 WIFI标准 ? 802.11g，2003年，物理层补充（54Mbit/s，播在2.4GHz）。 ? 802.11i，2004年，无线网络的安全方面的补充。 ? 802.11n，更高传输速率的改善，基础速率提升到72.2Mbit/s，可以使用双倍带宽40MHz，此时速率提升到150Mbit/s。 ? 802.11k，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。 ? 802.11p，这个通信协定主要用在车用电子的无线通信上。 ? 802.11ac，802.11n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。 1.1.2 Zigbee
? 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。
? Zigbee Vs Bluetooth Vs RFID
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。蓝牙需要3～10s、WiFi 需要3s。 ? Zigbee应用 ? Zigbee广泛用来构建自组网、无线传感网，当前超火的技术。 ? 传感网设备通常由网络模块+传感模块+电池构成，网络模块具有自动识别和配置、动态拓扑和路由，传感模块负责采集环境信息。 ? Zigbee 联盟预言未来每个家庭将拥有50~150个Zigbee器件，应用领域包括：家庭和楼宇网络的空调系统的温度控制、照明的自动控制、窗帘的自动控制、煤气计量控制、家用电器的远程控制等。 ? 案例 ? 智能交通 ? 道路安全报警：高速路上的车辆速度都非常快，一旦前方道路发生意外（车辆抛锚、碰撞；道路塌陷等），前方的车辆（或故障车辆自动）发出道路安全报警信息，及时通知后面的车辆，以避免造成（更大的）事故。 ? 交通拥塞信息通知和实时路况感知：在城市道路路况实时采集的基础上，通过路口网络设施将信息及时传递给车辆，并且在车辆之间分发共享。
? 协作式的车辆碰撞避免：每个车辆感知周围的车辆的位置、速度、是否踩刹车等信息，通过智能装置分析，及时感知危险状况并提醒驾驶员，从而避免驾驶员判断不足造成的车祸。这在驾驶员视线受限的情况下非常有用。 ? 无信号灯路口的车辆防碰撞系统：无信号灯的路口由于车流量小，司机经常因为麻痹大意而造成车祸。可以在路口设置车辆传感器和智能防碰撞检测器，在两个交叉方向出现车辆时，通过特殊信号及时提醒司机避险。 ? 自适应巡航控制：高级轿车的自适应巡航控制依赖于自组网的支持；而自适应巡航控制又为“巡航车队”（多个速度一致的车排成一个队伍，车与车之间距离比较短，可以提高高速道路的吞吐率）的运行提供了可能。
? 信息服务：包括道路信息服务、天气信息服务、加油站位置价格信息、餐馆位置信息、Internet及交互式信息服务等。其它如一些传统的服务方式，比如交通诱导或停车诱导，采用自组网作为补充，对驾驶员会更加方便。 ? 无线抄表
? 用带自组网模块的智能电表替代传统电表，居民楼中的智能电表构成自组网，自动将电表计数传至小区物业管理平台，取代传统人工阅读抄表记录的消耗。 ? 森林防火
? 冬季干燥容易燃烧森林大火，如何在广袤的林区第一时间捕获燃火信息对扑救至关重要。通过飞播大量传感网模块，实时动态采集林区湿度、温度、风力、火焰等并由各个结点自组织建网将信息传回中继站点或控制中心。 ? 战场物化采集
? 向难以获得情报的战地空投大量传感网模块，采集战场物理（声音、震动、地形等）、化学（爆炸物残留 气体、化学武器）信息，供作战分析和决策。未来战争会更多将传感网获取的战场信息与单兵作战平台集成，成为战场数据链的重要组成部分。 ? 无线监控
? 电影《机械师》中杰森·斯坦森监视对象总是随手在隐蔽处粘一个摄像头，这个小东西肯定包含一个自组网模块， 杰森找个僻静角落监控就好了。
1.1.3 WMAN
? WiMax是无线城域网WMAN的典型应用技术，从其传输速率上看也属于4G无线通信技术。作为线缆和xDSL的无线扩展技术，是为解决宽带接入\最后一公里\的问题而设计的。通常也将WiMAX称为无线DSL。其在“最后一公里”接入市场的主要竞争对手是XDSL。WiMax理想的市场定位应该是高速数据在固定、便携和低速移动中的应用。 ? 从其技术特性分析，WiMax是更适合固网运营商建设城域网的无线接入选择，如某些偏僻的乡村要接入通信干网时，固网运营商在线路铺设上有较高成本，而移动运营商则要负