[嵌入式]AS作业五：近场通信

分析三种近场通信技术的特点及对未来近场通信技术的应用场景进行分析与预测

一、三种近场通信技术的特点

1、WIFI

WiFi是一个创建于IEEE?802.11标准的无线局域网技术。基于两套系统的密切相关，也常有人把Wi-Fi当做IEEE 802.11标准的同义术语。规定了无线局域网的基本网络结构和基本传输介质，规范了物理层(PHY)和介质访问层(MAC)的特性。

特点：

（1）范围广：无线电波覆盖范围广，WiFi半径则达100米，适宜单位楼层以及办公室内部运用。而蓝牙技术唯有覆盖15米以内。

（2）速度快，可靠性高：802.11b的无线网络规范是IEEE 802.11网络规范变种，最高带宽是11Mbps，在信号有干扰或者比较弱的情况之下，带宽可以调整到1Mbps、5.5Mbps及2Mbps，带宽自动调整，有效保障网络的可靠性和稳定性。

（3）无需布线：可不受布线条件的限制，所以十分适宜移动办公用户需求，具备着广阔市场前景（譬如库存控制、医疗保健、管理服务、教育机构以及家庭等领域）。

（4）成本较低：设置“热点”后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。

2、Bluetooth

蓝牙技术是一种无线数据和语音通信开放的全球规范，它是基于低成本的近距离无线连接，为固定和移动设备建立通信环境的一种特殊的近距离无线技术连接。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多便携移动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。

特点：

（1）体积小、成本低：蓝牙模块体积很小、便于集成，各个供应商推出蓝牙芯片和模块，蓝牙产品价格飞速下降。

（2）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Active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。

（3）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。

（4）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。

（5）很好的抗干扰能力:工作在ISM频段的无线电设备有很多种，为了抵抗来自这些设备的干扰，蓝牙采用了跳频方式来扩展频谱。

（6）适用设备多：无需电缆，就可以通过无线使电脑和电信连网进行通信。

3、NFC

NFC是在非接触式射频识别(RFID)技术的基础上，结合无线互连技术研发而成。NFC标准为了和非接触式智能卡兼容，规定了一种灵活的网关系统，具体分为三种工作模式：点对点通信模式、读写器模式和NFC卡模拟模式。譬如：数字相机、手机之间可以利用NFC技术进行无线互联，实现虚拟名片或数字相片等数据交换；读卡器模式的NFC通信作为非接触读卡器使用，可以从展览信息电子标签、电影海报、广告页面等读取相关信息；支持NFC的手机可以作为门禁卡、银行卡等而被读取等。

特点：

（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）运行可分主动与被动模式：主动模式需要使用电池，还需要独立发射模组；被动模式不需要使用电池，但是无法独立发射讯号。

（6）短距离交互，处理速度快，功耗低。

二、未来近场通信技术的应用场景分析与预测

1、WIFI

WiFi 6作为下一代WiFi，提供了更高的速度、更大的容量、更低的延迟以及更加精细化的流量管理、更高的频谱效率、更大的覆盖范围、更节能的接入终端功耗需求、更高的可靠性和安全性，以及对流量消耗型和时延敏感型应用的接入能力，它将大幅扩展WiFi网络的应用范围和场景。

随着中国居民人均可支配收入日渐提高，消费者对智能产品的消费能力亦不断提高，推动中国智能市场逐步扩张。比如智能窗帘、智能门锁、智能空调、智能冰箱等智能家居产品或工业物联网配件，远程医疗、远程教育等服务场景。

从WiFi技术的应用发展情况分析，第一阶段以手机、平板电脑、笔记本电脑等消费级电子终端为驱动，第二阶段以智能家居、智慧城市等物联网应用为驱动，第三阶段以虚拟现实、超高清视频应用等新一代高速率应用为驱动，而在WiFi 6技术标准发展推动下，WiFi技术向第三阶段迈进的步伐日益加快。

2、Bluetooth

蓝牙在智能楼宇中的应用：《2019蓝牙市场最新资讯》表明，至2023年，位置服务将成为智能楼宇市场最主要的应用解决方案。目前，蓝牙正赋予智能楼宇更强大的位置服务，无论是导航还是空间利用，蓝牙都能助其提高运营效率并改善用户体验。

蓝牙在智能工业中的应用：制造商和经销商可以通过蓝牙资产跟踪和管理解决方案优化库存管理并提高运营效率。预计至2023年，蓝牙资产跟踪与管理解决方案的商业化应用年增长率将达到47%，占市场出货量的70%，引领整个智能工业市场。此外，扫描器、听戴设备、追踪器等企业级可穿戴设备及便携式医疗设备在2019年占智能工业设备出货量的34%，且未来五年增长势头强劲。

蓝牙在智能家居中的应用：无论是连接电视、音箱、电脑还是键盘，多年来蓝牙技术始终是互联家居的核心，智能设备已成为增长最快的家庭自动化设备类型，市场潜力巨大。

蓝牙在智慧城市中的应用：蓝牙位置服务和互联设备网络将在未来五年支持各类智慧城市的应用，机场、体育馆、医院、商场、游客中心及博物馆中的蓝牙位置服务将改变访客与智慧城市的交流方式。

3、NFC

它在两个设备间的配对速度比蓝牙快并且操作也比较简单，在数据传输时速度比红外线要快并且安全性高，它的最大的优点是当手机没有电时，也可以进行数据的读取。由于因为近场通信具有较高的安全性，所以NFC技术被认为在移动支付等领域具有很大的应用前景。

比如移动付款、银行转账、支付高速公路费用、停车费用、公交刷卡等。或者在电视、冰箱、名片等电子设备中嵌入NFC芯片，即可实现远程操控，如在办公时打开洗衣机；控制带NFC功能的冰箱、洗衣机、烤箱、电视遥控器或电饭煲；NFC耳机只要与拥有NFC功能的智能手机或电脑音讯输出装置轻触一下，就可以完成配对聆听音乐；如果在海报和其它非电子设备中安装了被动式NFC标签，就可以进行阅读等操作。或者允许NFC设备触碰获得各种信息，包括饭店菜单和购买车票、门票；应用在心脏监护器上可以通过手机从NFC设备中下载与自己心脏相关的数据信息；汽车行业中如远程摇控打开汽车车门；在高校中，NFC座位选号机已开始试用，很好的杜绝了占座的情况；或者是学校食堂的饭卡、各种门禁卡、文件与数据的传输、电子名片、物流等。