物聯網中常用的7種短距離無線通訊技術介紹

2024-08-27科技

物聯網，是用通訊技術將分布在不同地點的物體互相連線，使得彼此之間可以如同人與人之間相互通訊，達到萬物互聯的智能化。

隨著物聯網技術與傳統行業逐漸融合，創新的套用場景不斷湧現，各種垂直套用例項逐漸落地，相關的無線通訊技術也隨之出現。

物聯網的無線通訊技術不斷推陳出新，主要分為兩類：

第一類是Zigbee、WiFi、藍芽、Z-wave等短距離通訊技術；

第二類是 LPWAN （low-power Wide-Area Network，低功耗廣域網路），即廣域網路通訊技術。

今天我們主要介紹常用的七種無線短距離通訊技術：

#圖文新星計劃# 一、藍芽

藍芽技術最初由愛立信公司於1994年創制。研發此技術的目的，是需一種方式能夠免去連線流動電話和 PC卡、耳機、台式電腦及其他器材之間的電纜。

隨著專案的進展，日益明朗化的是短距離無線通訊的套用範圍幾乎無限廣闊。同時，藍芽可連線多個器材，克服了數據同步的難題。

藍芽使用短波特高頻（UHF）無線電波，采用跳頻技術，抗訊號衰落；快跳頻和短分組技術能減少同頻幹擾，保證傳輸的可靠性；前向錯誤更正編碼技術可減少遠距離傳輸時的隨機雜訊影響；用 FM調制方式降低器材的復雜性等。

標準：藍芽4．2核心規格

頻率：2.4至2.485GHz

通訊距離：10-300m

數據速率：1Mbps

安全性：高

套用場景：手機、智能家居、可穿戴

優點：低功率、低延時、支持復雜網絡、智能連線

缺點：傳輸距離短、傳送速率一般、不同器材間協定不相容、組網能力差、在2.4GHz頻率上的電波幹擾問題

二、Wi-Fi

Wi-Fi聯盟成立於1999年，在2002年10月，正式改名為Wi-Fi Alliance。Wi-Fi聯盟致力解決匹配802.11標準的產品的生產和器材相容性問題，並且擁有Wi-Fi這個品牌。

WiFi連線通常是許多開發人員的優先選擇，特別是考慮到區域網路內家庭環境中WiFi的普及。除了明確指出，現有基礎架構廣泛，並提供快速的數據傳輸和處理大量數據的能力。

標準：基於802．11n

頻率：2．4GHz、5GHz頻段

數據速率：最大600 Mbps、150－200Mbps（典型）。

通訊距離：20-300m

安全性：低

套用場景：智能家居、智慧公交、地鐵、公園

優點：覆蓋範圍廣、使用方便、成本低

缺點：通訊距離有限、安全隱患大、穩定性差、功耗高、組網能力差

三、ZigBee

ZigBee這一名稱來源於蜜蜂的八字舞，蜜蜂（bee）是靠飛翔和「嗡嗡」（zig）地抖動翅膀來與同伴傳遞花粉所在方位資訊，依靠這樣的方式構成了群體中的通訊網絡。 ZigBee技術適合用於自動控制和遠端控制領域，可以嵌入各種器材。

標準：802．15．4

頻率：868MHz-868.6MHz、902MHz-928MHz和2.4GHz-2.4835GHz（免付費、免申請）

數據速率：20kbps，40kbps以及250kbps

通訊距離：20-350m

安全性：中

套用場景：工業汽車、農業、醫療、智能家居

優點：低功耗、低成本、低時延、網絡容量大、近距離、支持Mash網絡

缺點：穿墻能力弱、成本較高、自組網能力差、抗幹擾性差

四、Z-Wave

Z-Wave是由丹麥公司Zensys主導的無線組網規格。它是一種低功耗射頻通訊技術，主要用於諸如燈控制器和傳感器之類的產品的家庭自動化。它支持全網狀網絡，而不需要協調器節點，並且是可延伸的，可以控制多達232個器材。

這裏不得不說，Z-Wave和ZigBee像是一對兄弟，但為何Z-Wave在國內受歡迎程度較低。ZigBee早期是藍芽先步入國內，而更被大家接受，套用領域較廣泛。而Z-wave是智能家居在國外占據主流市場所推出的針對於智能家居的國際通用標準協定，中國在智能家居市場對比美國晚了6年，日本4年，所以在進入中國市場似乎優勢較弱。但隨著現在智能家居廠家與市場的反響，Z-Wave也占據了有力的市場地位。