常见的无线通信技术特性对比

近年来,随着电子技术、计算机技术的发展,无线通信技术蓬勃发展,出现了各种标准的无线数据传输标准,它们各有其优缺点和不同的应用场合,本文将目前应用的、无线通信种类进行了分析对比,方便大家参考了解。

1. 近距离无线通信技术

短(近)距离无线通信技术是指通信双方通过无线电波传输数据,并且传输距离在较近的范围内,其应用范围非常广泛。近年来,应用较为广泛及具有较好发展前景的短距离无线通信标准有:Zig-Bee、蓝牙(Bluetooth)、无线宽带(Wi-Fi)、超宽带(UWB)和近场通信(NFC)。

2. 远距离无线传输技术

 

远距离无线传输技术:目前偏远地区广泛应用的无线通讯技术主要有GPRS/CDMA、数传电台、扩频微波、无线网桥及卫星通信、短波通信技术等。它主要使用在较为偏远或不宜铺设线路的地区,如:煤矿、海上、有污染或环境较为恶劣地区等。
各种主流无线通讯技术之间的比较

当前流行的无线通信技术有:RFID、GPRS、Bluetooth、Wi-Fi、IrDA 、UWB、Zig-Bee和NFC。

1. RFID

RFID是一种简单的无线系统,只有两个基本器件,该系统用于控制、检测和跟踪物体。系统由一个询问器和很多应答器组成。

2. GPRS

GPRS(2G/3G/4G/NB-IOT)系统通过监控中心与Internet相连,可以支持一些比较复杂的应用,另外支持的通信方式比较多,使用户可以随时随地以多种通信方式来监控实际应用点。该方案还可以让监控中心同时和多个GPRS模块通信,从而监控多个工作现场。

3. Bluetooth

蓝牙无线单元是一个微波跳频扩频通信系统,数据和话音信息分组在指定时隙,指定跳频频率发送和接收。跳频序列由主设备设备地址决定,采用寻呼和查询方式建立信道连接。

4. Wi-Fi

Wi-Fi方案的设计相对其他方案比较简单,仅需要通过MCU控制WIFI模块,通过CAN总线与主板通信,然后通过WIFI模块传输讯息到Internet。通过连接服务器,然后服务器对数据进行处理

5. IrDA

红外通讯主要有3部分组成:

  • 发射器部分:目前已有红外无线数字通信系统的信息源包括语音、数据、图像等。
  • 信道部分:它们的作用是:整形、滤波、视场变换、频段划分等。
  • 终端部分:红外无线数字通信系统终端部分包括光接收部分、采样、滤波、判决、量化、均衡和解码等部分。

6. UWB

UWB(UltraWideband)是一种无载波通信技术,利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。通过在较宽的频谱上传送极低功率的信号,UWB能在10米左右的范围内实现数百Mbit/s至数Gbit/s的数据传输速率。

7. Zig-Bee

Zigbee是一种近距离、低复杂度、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传输的应用。

8. NFC

与RFID一样,NFC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。首先,NFC是一种提供轻松、安全、迅速的通信的无线连接技术,其传输范围比RFID小。 其次,NFC与现有非接触智能卡技术兼容,已经成为得到越来越多主要厂商支持的正式标准。再次,NFC还是一种近距离连接协议,提供各种设备间轻松、安全、迅速而自动的通信。与无线世界中的其他连接方式相比,NFC是一种近距离的私密通信方式。

无线类型 传输距离(空气) 优点 不足 典型应用
蓝牙 1~10米 支持数据、语音无线通信 传输距离短、连接请求时间长 蓝牙耳机、音响
WIFI 10~100米 数据吞吐量大,可访问互联网 隔墙性能差、功耗大 无线路由器
ZIGBEE 10~100米 2.4GHZ频段、速度快、功耗低、节点容量大 开发难度大,隔墙效果不佳 智能家居终端
1GHZ 100~300米 功耗低、隔墙效果好 开发难度大,非标协议兼容性差 无线传感器节点
LORA 500~3000米 抗干扰性能强、隔墙效果佳
2G/3G/4G/5G 广域、无距离限制 支持随时随地联网、支持海量并发连接 功耗大、产生流量费 智能手机、网关
NB-IoT 相比2G/3G/4G/5G,NB-IoT功耗低、成本低 全国支持NB-IOT基站数量仍较少 分散设备联网
结论1:蓝牙技术主要用于终端与终端之间无线通信
结论2:在较分散等工业场景ZIGBEE的通信不佳特性导致,需要增加路由节点来弥补,这样增加了成本和功耗,所以适合家庭等空间不大的场景
结论3:1GHZ和LORA良好的隔墙传输特性使其更适合工业复杂场景,且通信连接时间短、功耗低,电池可续航多年,与传感器结合构建工业物联网
结论4:WIFI/2G/3G/4G/NB-IOT这几种技术可以连接互联网,但是功耗较大,如需要电池供电设计,一般需要设计成充电模式,且电池成本高
结论5:2G/3G/4G/NB-IOT适用于移动设备场景,或节点布局很分散的应用场景
结论6:单一技术都有优缺点,多种技术融,取长补短才能满足无线物联网系统级应用