近距通信技术比较

近距通信技术比较

　　和传统的近距通讯相比，近场通讯(NFC)就有天然的安全性，以及连接建立的快速性，具体对比如下表：　

表2.1 通讯参数对比表

　RFID：

  　　RFID （radio frequency identification）是利用无线电波进行通信的一种自动识别技术。基本原理是通过读头和黏附在物体上的标签 之间的电磁耦合或电感耦合进行数据通信，以达到对标签物品的自动识别。自动识别是指应用一定的识别装置，通过被识别物品和识别装置之间的接 近活动，自动获取被识别物品的相关信息，并提供给后台计算机处理系统来完成相关后续处理的一种技术。

　　RFID的主要频段有：125kHz，134.2kHz，13.56MHz，860-960 MHz，2.45GHz和5.8GHz。不同工作频率的RFID系统工作距离各有不同，应用领域也有差异。低频段（LF，125kHz，134.2kHz）的RFID系统主要用于动物识别，工厂数据采 集等；高频（HF，13.56MHz）的RFID系统技术已经比较成熟，广泛应用于门禁，智能交通等方面，LF和HF频段应用电感耦合方式工作，一般工作 距离较小；超高频段（UHF，860-960 MHz）的RFID系统电子标签有效工作距离可以达到3-6米，适用于物流，供应链等领域。微波频段 （2.45GHz和5.8GHz）则应用于集装箱管理和公路收费，UHF和微波频段应用电磁耦合方式工作，工作距离较远。

　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NFC使用一种近场磁场耦合（通常采用磁性薄膜贴合FPC方式）天线，使用13.56Mhz波长，且读写距离很短。首先，其传输范围比RFID小，RFID的传输范围可以达到几米、甚至几十米，但由于NFC采取了独特的信号衰减技术，相对于RFID来说NFC具有距离近、带宽高、能耗低等特点^[12]。

NFC与RFID技术兼容，RFID更多的被应用在生产、物流、跟踪、资产管理上，而NFC则在门禁、公交、手机支付等领域内发挥着巨大的作用^[13]。　

和传统的近距通讯蓝牙、红外相比，近场通讯(NFC)就有天然的安全性，以及连接建立的快速性，具体对比如(表2.1)：

蓝牙4.0

蓝牙4.0不同于之前必须有收发信机的蓝牙版本，可以选择三种：仅发射机模式，仅接收机模式，收发信机共模式。

       射频方面，发射功率被控制-20 dBm ≤ PAVG ≤ +10 dBm EIRP（天线增益假设为0dBi）范围内，没有之前蓝牙功率级别的概念，也比之前的经典蓝牙的最高发射功率20 dBm的定义减少了10dB，接收机灵敏度≤-70dBm在误码率为0.1%情况下。工作范围可大于10米，只使用GFSK一种调制方式，调制指数在0.45-0.55之间，跳频工作，1 Mbps传输速率。有40个信道带宽为2M的信道，比经典蓝牙1M的带宽增加了一倍，根据香农定律，在一定的传输速率下，可以增加信道带宽从而来降低对信噪比的要求，所以这也是蓝牙4.0低功耗的原因之一。若以BR/EDR的发射功率为单位 1 来对比的话，则15.4+ZigBee的发射功率为0.6，蓝牙4.0的发射功率为0.1。此外使用专门的3个广播信道，快速连接，深度睡眠，增加调制指数等，来降低蓝牙功耗增强抗干扰性，故蓝牙4.0也被叫做低耗蓝牙。

   信道结构方面，使用2种信道，广播信道和数据信道。广播信道使用了射频信道号为0,12,39的信道，频率为2402,2426,2480，作为一种固定的广播信道，用于对未连接设备之间发送广播数据，连接建立，发现远程设备，并且可以在发送广播数据时可以根据周围干扰情况减少广播信道数，在三个广播信道进行跳频，所有的设备共同分享这三个广播信道进行广播数据。数据信道使用37个信道作为动态的跳频信道发送应用数据，用于登记，数据，应答，链路结束等作用。对于蓝牙4.0的设备，在工作的时候使用一样的物理信道，为了达到这个目的，收发信机需要在同样的时间跳到同样的物理信道。

无线433MHZ

 无线433MHZ频段的传输特点是：433MHZ是我们国家的免申请段发射接收频率，可直接使用不需要管理，433频段抗干扰强，并支持各种点对点，一点对多点的无线数据通讯方式，具有收发一体、安全隔离、安装隔离、使用简单、性价比高、稳定可靠等特点，只要发射功率足够大，长距离传输时没有问题的

  315MHZ和433MHZ是我们国家的免申请的发射接收频率，433兆是数据传输领域的老产品，它的致命弱点是系统安全保密性差，很容易被攻击，被破译;通信技术落后，通信不可靠，系统不稳定;频道非常拥挤，环境干扰特别大，对讲机，车载通信设备，业余通信设备等，都集中在这里，因而环境干扰非常大;短期使用可能看不出，长期使用必然显现;另外功耗大，发射机和天线体积庞大，有厂商将其引入智能家居系统，但由于其抗干扰能力弱，组网不便，可靠性一般，在智能家居中的应用效果差强人意。

ZigBee

ZigBee是一种短距离、架构简单、低消耗功率与低传输速率之无线通讯技术，其传输距离约为数十公尺，使用频段为免费的2.4GHz与900MHz频段，传输速率为20K至250Kbps，网络架构具备Master/Slave属性，并可达到双向通信功用

ZigBee具有下列之特性

(1)省电：ZigBee传输速率低，使其传输资料量亦少，所以讯号的收发时间短，其次在非工作模式时，ZigBee处于睡眠模式，而在工作与睡眠模式之间的转换时间，一般睡眠激活时间只有15ms，而设备搜索时间为30ms。透过上述方式，使得ZigBee十分省电，透过电池则可支持ZigBee长达6个月到2年左右的使用时间。

(2)可靠度高：ZigBee之MAC层采用talk-when-ready之碰撞避免机制，此机制为当有资料传送需求时则立即传送，每个发送的资料封包都由接收方确认收到，并进行确认讯息回复，若没有得到确认讯息的回复就表示发生了碰撞，将再传一次，以此方式大幅提高系统信息传输之可靠度。

(3)高度扩充性：一个ZigBee的网络最多包括有255个ZigBee网络节点，其中一个是Master设备，其余则是Slave设备。若是透过Network Coordinator则整体网络最多可达到6500个ZigBee网络节点，再加上各个Network Coordinator可互相连接，整体ZigBee网络节点数目将十分可观。

原标题：近距通信技术比较

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