[嵌入式]关于三种近场通信的特点以及对其应用场景的分析和预测

一.WiFi的特点：

Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备等终端以无线方式互相连接的技术，事实上它是一个高频无线电信号。
? ? ? ?1、其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、速度不仅快，而且可靠性高
　　802.11b的无线网络规范即是IEEE802.11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
　　WiFi的优势主要在不需要布线，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。现今wifi已从库存控制、传统的医疗保健和管理服务等等的特殊行业向更大广泛行业拓展，甚至开始进入教育机构以及家庭等领域。
　　4、健康安全
　　IEEE802.11所设定的发射功率不可以超过100毫瓦，实际发射功率大概60～70毫瓦。手机的发射功率大概200毫瓦到1瓦间，手持式对讲机高达5瓦，而无线网络使用的方式并不是像手机直接接触人体，具有一定安全性的。

覆盖范围广；无需布线；传输速度快，无线标准IEEE802.11a可以达到54mbps。低密度奇偶校验码，提高纠错能力；发射波束形成，它使用来自Wi-Fi客户端的反馈，让一个访问点集中处理客户端的射频信号；空间时分组编码，它利用多重天线提高信号可靠性。

这便是蓝牙作为通信技术的特点以及优点。

但是WiFi也有它的缺点，从性能方面来讲：无线局域网依靠无线电波进行传输。这些电波通过无线发射装置进行发射，而建筑物、车辆、树木和其他障碍物都可能阻碍电磁波的传输，影响网络的性能。而且从效率上来说，无线信道的传输速率低，最大传输速率为54Mb/s，只适合于个人终端和小规模网络应用。并不适合其它方面更重要的运用。

而关于WiFi在未来应用场景中的预测：

我觉得会主要应用在SOHO、家庭无线网络以及不便安装电缆的建筑物或场所，例如机场、酒店、商场等公共热点场所，可以节省大量铺设电缆所需花费的资金。　WiFi的传输速度很快，最高可达54Mb／s，符合个人和社会信息化的需求。在网络覆盖范围内，允许用户在任何时间、任何地点访问网络，随时随地享受诸如网上证券、视频点播(VOD)、远程教育、远程医疗、视频会议、网络游戏等一系列宽带信息增值服务,并实现移动办公.

同时,相比WiFi 4、WiFi 5等历代WiFi技术标准，WiFi 6在带宽、网络速率、网络时延、功耗等方面实现提升，从而进一步拓展WiFi技术应用场景。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。

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二.蓝牙的特点

蓝牙是一种短距无线通信的技术规范，它最初的目标是取代现有的掌上电脑和移动电话等各种数字设备上的有线电缆连接。从目前的应用来看，由于蓝牙体积小和功率低等特点，其应用已不局限于计算机外设，几乎可以被集成到任何数字设备之中，特别是那些对数据传输速率要求不高的移动设备和便携设备。

蓝牙技术特点

(1) 蓝牙模块体积很小、便于集成:由于个人移动设备的体积较小，嵌入其内部的蓝牙芯片体积就应该更小。

(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，使用该频段无需向各国的无线电资源管理部门申请许可证。

(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。每个语音信道数据速率为64kbit/s,语音信号编码采用脉冲编码调制(PCM）或连续可变斜率增量调制(CVSD)方法。当采用非对称信道传输数据时，速率最高为721kbit/s，反向为57.6kbit/s;当采用对称信道传输数据时，速率最高为342.6kbit/s。蓝牙有两种链路类型:异步无连接链路和同步面向连接链路

(5) 具有很好的抗干扰能力:工作在ISM频段的无线电设备有很多种，如家用微波炉、无线局域网和HomeRF等产品，为了很好地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，将2.402~2.48GHz频段分成79个频点，相邻频点间隔1MHz。蓝牙设备在某个频点发送数据之后，再跳到另一个频点发送，而频点的排列顺序则是伪随机的，每秒钟频率改变1600次，每个频率持续625u s。

(6) 可以建立临时性的对等连接:根据蓝牙设备在网络中的角色.可分为主设备与从设备。主设备是组网连接主动发起连接请求的蓝牙设备，几个蓝牙设备连接成一个微微网时，其中只有一个主设备，其余的均为从设备。微微网是蓝牙最基本的一种网络形式，最简单的微微网是一个主设备和一个从设备组成的点对点的通信连接。通过时分复用技术，一个蓝牙设备便可以同时与几个不向的微微网保持同步，具体来说，就是该设备按照一定的时间顺序参与不同的微微网，即某一时刻参与某一微微网，而下一时刻参与另一个微微网。

(7) 成本低:随着市场需求的扩大，各个供应商纷纷推出自己的蓝牙芯片和模块，蓝牙产品价格飞速下降。

(8) 开放的接口标准:SIG为了推广蓝牙技术的使用，将蓝牙的技术标准全部公开，全世界范围内的在何单位和个人都可以进行蓝牙产品的并发，只要最终通过SIG的蓝牙产品兼容性测试，就可以推向市场。

同时，蓝牙的缺点在大家日常的使用中也有部分了解，就如同蓝牙耳机，在超过一定的较短距离后，声音就会变得很嘈杂，这就是其中一个显著的缺点，就如下面所讲：

（1)传输距离有限
（2)穿透性能差
（3)不同设备间协议不兼容
（4)联网耗时比较久
??(5)需要本地数据记录，以确保数据不间断可用

关于蓝牙在未来应用场景中的预测：

智慧医疗，智慧家居，智慧穿戴，这些近几年在网络技术日渐发展，慢慢的开始普及到，也开始逐渐向其中完善。

更加令人畅想的则是蓝牙技术在远程监护中的应用：
远程监护与家庭保健监护中，蓝牙技术也有很多用武之地。如同病房监护一样，在家中安装一个带有蓝牙芯片的房间探测器，其余各种医疗设备将数据通过蓝牙芯片传输到房间探测器，房间探测器再与Internet网连接，通过网络将数据传输到医疗或社区保健中心，达到远程监护的目的。设想一下，当病人随手拿起一个带有蓝牙芯片的微传感器，进行测试，生理参数就自动地传输出去。
蓝牙位置服务：
蓝牙Beacon的蓝牙终端侧定位已经运用于商场，停车场等，并提供一整套的室内定位解决方案，为消费者提供商场精准导购、快速找到心仪的店面和物品，以及在停车场进行反向寻车。通过室内定位还可以达到人流监控和分析，随时安全巡检，紧急救援，提升更智能化的服务。
智能建筑、智慧城市、智慧工业等均将成为未来蓝牙技术潜力赛道。
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三.NFC:

? NFC（Near Field Communication）也叫近场通信技术，是基于 Android 系统设备最有特色的技术之一。NFC 是一种近距离的无线通信技术，通常的通信距离是 4 厘米或更短。NFC 的工作频率是 13.56MHz，传输速率是 106kbit/s～848kbit/s。通过 NFC 技术，可以使 Android 设备与 NFC Tag 之间或者其他 Android 设备之间传输小数据量的数据。
? ? ? ? NFC Tag 分很多种，其中简单的只提供读写段，有的只能读、不能写；复杂的 Tag 可以支持一些数学运算，通过加密硬件来控制对 Tag 中特定数据段的读写；甚至一些 Tag 上有简单的操作系统，允许与 Tag 上执行的代码进行一些相对复杂的交互。

NFC的三个特点：

安全性：相比蓝牙或Wi-Fi这些远距离通信连接协议，NFC?是一种短距离通信技术，设备必须靠得很近，从而提供了固有的安全性；

连接快，功耗低：比蓝牙连接速度更快，功耗更低，支持无电读取。NFC?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；

私密性：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。

NFC 技术为手机支付提供了技术基础。与蓝牙和 WIFI 技术相比，NFC 的通信带宽和距离都要小得多，但是它成本低，不需要电源支持，这些都是得天独厚的应用推广条件。

关于NFC在未来应用场景中的预测：

电子设备中会大量嵌入了NFC芯片;嵌入这些NFC芯片的设备可以实现更贴心、更方便、更快捷、更广阔的应用，比如用户只要将安装有NFC标签的设备与智能手机建立连接，即可实现远程操控，如在办公时打开洗衣机;NFC手机与安装有NFC标签的家用电器轻轻接触一下，就可以轻松的控制冰箱、洗衣机、烤箱或电饭煲;NFC手机与装有NFC标签的电视接触，就可以用手机来充当电视遥控器，而且一个手机可以充当任意产品电视的遥控器，如TCL或者SONY等;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。
　　除了家用电器和一些简单电子设备之外，NFC技术在其它领域也渐渐突显优势，如一些国外的旅馆使用该技术，允许NFC设备触碰获得各种信息，包括饭店菜单和购票、查看各种时间等;在医疗行业瑞典芯片厂商Cypak与美国医疗用品厂商Meridian Health合资成立的Impak Health，开发出了一款名为Rhythm Trak的心脏监护器。它可以通过手机从NFC设备中下载与自己心脏相关的数据信息;惠普推出了SpectreOne一体机，这款计算机整合了NFC技术，被称为HP TouchZone，用户可以通过NFC智能手机或其它NFC设备登录此计算机并向其传输数据;另外NFC技术也将被应用于汽车行业，如远程摇控打开汽车车门或其它方面等

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