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[嵌入式]近距离通信

近场通信总结

目前使用较广泛的近距无线通信技术是蓝牙(Bluetooth),Wi-Fi、短距通信(NFC)。同时还有如ZigBee、超宽频(Ultra WideBand)、、WiMedia、GPS、DECT、专用无线系统等。它们都有其立足的特点,或基于传输速度、距离、耗电量的特殊要求;或着眼于功能的扩充性;或符合某些单一应用的特别要求;或建立竞争技术的差异化等。但是没有一种技术可以完美到足以满足所有的需求。本文分析其中广泛使用的三种通信技术:蓝牙(Bluetooth),Wi-Fi、短距通信(NFC)。

Wi-Fi

Wi-Fi是一种允许电子设备连接到一个无线局域网(WLAN)的技术,是一个创建于IEEE 802.11标准的无线局域网技术,是以太网的一种无线扩展。以前通过网线连接电脑,而Wi-Fi 则是通过无线电波来连网
Wi-Fi的优点是无线电波的覆盖范围广,速度快,可靠性高。无线电波的覆盖范围广,基于蓝牙技术的电波覆盖范围非常小,半径大约只有50英尺左右 约合15米 ,而Wi-Fi的半径则可达300英尺左右 约合100米。WIFI能完成带宽的自动调整,有效地保障了网络的稳定性和可靠性。
但Wi-Fi 也存在其缺点,在其覆盖的范围内,它的信号会随着离节点距离的增加而减弱,会受到如墙体的阻碍,受到同频率电波的干扰和雷电天气等的影响。安全性不高。Wi-Fi 缺少有线网络的物理结构的保护,而且不需要先连接网络,只要处于信号覆盖范围内,通过无线网卡别人就可以访问到你的网络,占用你的带宽,造成你信息泄露。

蓝牙

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,同时可传输语音和数据。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。蓝牙可连接多个设备,克服了数据同步的难题。作为一种无线技术标准,可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换。它是实现无线个域网通信的主流技术,与其他网络相连接可以带来更广泛的应用。是一种尖端的开放式无线通信,能够让各种数码设备无线沟通,是无线网络传输技术的一种,原本用来取代红外线通信。
优点是可以建立临时性的对等连接且蓝牙模块体积很小、便于集成,低功耗,使用时间可以较长。但有着传输距离短,芯片价格高昂,抗干扰能力不强的缺点。由于蓝牙传输协议和其他2.4G设备一样,都是共用这一频段的信号,会出现信号相互干扰。

NFC

NFC的中文全称为近场通信技术。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,为我们日常生活中越来越普及的各种电子产品提供了一种十分安全快捷的通信方式。NFC能快速自动地建立无线网络,为设备提供一个“虚拟连接”,使电子设备可以在短距离范围进行通讯。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。
NFC的短距离交互简化了整个认证识别过程,使电子设备间互相访问更直接、更安全和更清楚,连接快,功耗低, 设备之间采取自动连接,无需执行手动配置。只需晃动一下,就能迅速与可信设备建立连接。在可信的身份验证框架内,NFC 技术为设备之间的信息交换、数据共享提供安全,更为私密。但传输距离近,较为有限。

未来技术的应用场景进行分析与预测

Wi-Fi

用户可以在Wi-Fi覆盖区域内接打微信电话、浏览网页APP、下载与传递资料、观看视频等,作为属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术,可用于物联网的发展如家电家居,包括灯、插座、窗帘、门锁、智能穿戴产品等。应用在分布于智能家居中的家用电器设备、家庭物联网配件(例如电灯和插座)。在无人机和地面的中继器内加入串口Wi-Fi 模块,手机通过与无人机和地面的中继器内置的串口Wi-Fi 模块给无人机传递控制信号,控制它的飞行方向、距离、速度、倾斜角度等。

蓝牙

蓝牙的低功耗性可应用于智能可穿戴终端,智能设备都依靠蓝牙技术和进行无线连接和数据交换,如苹果手表,小米手环,以及使用人群广泛的蓝牙耳机。由于蓝牙低功耗技术可以实现短距离通信的最低功耗,从而大大延长了可穿戴设备的运行时间,对用户而言,更为便捷。通过蓝牙模块,还可以收集用户心跳,血压,呼吸等身体状态信息,由健康医疗设备的传感器实时收集的健康数据将传输到蓝牙模块的计算机,对比计算后,提供合适的建议。利用蓝牙技术可以满足不同用户和权限的需求,可以运用在私密性和拥有权限要求的部分。如门锁内安装蓝牙模块,通过APP实时读取智能锁的蓝牙信息,然后进行配对,向服务器发送解锁请求,手机接收到解锁信息后,通过门锁里面的蓝牙模块把指令发送给智能锁门,然后开锁。

NFC

手机端NFC功能使用频繁,如一卡通功能,地铁,门禁。进行数据传输,如图片,文件通讯录等,但目前该功能实现蓝牙传输更为简单便捷。可利用NFC支付,不需要点亮手机屏直接支付。但在现实生活中,适用范围不如二维码广泛,虽然操作过程中,NFC直接接触即可完成,二维码还需要对应的APP,使用流量,操作麻烦,但二维码的使用和推广过程中费用低廉,NFC的价格较高,目前手机NFC覆盖率低,使用场景有限,未来还需要更新技术,找到更好的突破方向。短距离接触后的信息传输,如传输截屏甚至是文件到另一个手机,未来可以发展NFC快速传输,完成数据高效传送。在社交上,碰一碰手机既可以加上好友,分享自己的名片。扩宽社交方式。

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加:2021-12-14 16:07:28  更:2021-12-14 16:08:27 
 
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