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智能化進(jìn)程領(lǐng)域的傳輸協(xié)議，你知道嗎？

2025年01月28日 12:00:34人氣：94來源：深圳市用芯物聯(lián)科技有限公司

　　對于物聯(lián)網(wǎng)來說，目前的有線和無線互聯(lián)網(wǎng)、2G和3G網(wǎng)絡(luò)等，都可以作為傳輸層的組成部分。在智能小區(qū)、智能家居等物聯(lián)網(wǎng)終端普及的未來，為了保證無線傳輸數(shù)據(jù)的安全，無線傳輸協(xié)議顯得尤為重要。

　　下面就來看看物聯(lián)網(wǎng)中常見的無線傳輸協(xié)議類型：

　　RFID

　　RFID(RadioFrequencyIdentification)，即射頻識別，俗稱電子標(biāo)簽。它是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。

　　RFID由標(biāo)簽(Tag)、解讀器(Reader)和天線(Antenna)三個基本要素組成。RFID技術(shù)的基本工作原理并不復(fù)雜，標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息(PassiveTag，無源標(biāo)簽或被動標(biāo)簽)，或者主動發(fā)送某一頻率的信號(ActiveTag，有源標(biāo)簽或主動標(biāo)簽)，解讀器讀取信息并解碼后，送至信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

　　RFID可被廣泛應(yīng)用于安全防偽、工商業(yè)自動化、財(cái)產(chǎn)保護(hù)、物流業(yè)、車輛跟蹤、停車場和高速公路的不停車收費(fèi)系統(tǒng)等。從行業(yè)上講，RFID將滲透到包括汽車、醫(yī)藥、食品、交通運(yùn)輸、能源、、動物管理以及人事管理等各個領(lǐng)域。

　　紅外

　　紅外技術(shù)也是無線通信技術(shù)的一種，可以進(jìn)行無線數(shù)據(jù)的傳輸。紅外有明顯的特點(diǎn)：點(diǎn)對點(diǎn)的傳輸方式，無線，不能離得太遠(yuǎn)，要對準(zhǔn)方向，不能穿墻與障礙物，幾乎無法控制信息傳輸?shù)倪M(jìn)度。802.11物理層標(biāo)準(zhǔn)中，除了使用2.4GHz頻率的射頻外，還包括了紅外的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。IrDA1.0支持115.2kbps的通信速率，IrDA1.1支持到4Mbps。該技術(shù)基本上已被淘汰，被藍(lán)牙和更新的技術(shù)代替。

　　ZigBee

　　ZigBee是一種新興的短距離、低功耗、低速率的近距離的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。ZigBee的基礎(chǔ)是IEEE802.15.4，這是IEEE無線個人區(qū)域工作組的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。但I(xiàn)EEE802.15.4僅處理低級MAC層和物理層協(xié)議，所以ZigBee聯(lián)盟對其網(wǎng)絡(luò)層和API進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，同時聯(lián)盟還負(fù)責(zé)其安全協(xié)議、應(yīng)用文檔和市場推廣等。

　　ZigBee聯(lián)盟成立于2001年8月，由英國Invensys、日本三菱電氣、美國摩托羅拉、荷蘭飛利浦半導(dǎo)體等公司共同組成。ZigBee與Bluetooth(藍(lán)牙)、WiFi(無線局域網(wǎng))同屬于2.4GHz頻段的IEEE標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，由于性能定位不同，各自的應(yīng)用也不同。

　　ZigBee有顯著的特點(diǎn)：超低功耗，網(wǎng)絡(luò)容量大，數(shù)據(jù)傳輸可靠，時延短，安全性好，實(shí)現(xiàn)成本低。在ZigBee技術(shù)中，采用對稱密鑰的安全機(jī)制，密鑰由網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需要生成，并對其進(jìn)行管理、存儲、傳送和更新等。因此，在未來的物聯(lián)網(wǎng)中，ZigBee技術(shù)顯得尤為重要，已在美國的智能家居等物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。

　　藍(lán)牙

　　Bluetooth是1998年5月，東芝、愛立信、IBM、Intel和諾基亞共同提出的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。作為一種無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放性規(guī)范，藍(lán)牙以低成本的近距離無線連接為基礎(chǔ)，為固定與移動設(shè)備通信環(huán)境建立一個特別連接，完成數(shù)據(jù)信息的短程無線傳輸。其實(shí)質(zhì)內(nèi)容是要建立通用的無線電空中接口(RadioAirInterface)及其控制軟件的公開標(biāo)準(zhǔn)，使通信和計(jì)算機(jī)進(jìn)一步結(jié)合，使不同廠家生產(chǎn)的便攜式設(shè)備在沒有電線或電纜相互連接的情況下，能夠在近距離范圍內(nèi)具有互用、互操作的性能(Interoperability)。

　　藍(lán)牙以無線LANs的IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)為基礎(chǔ)。應(yīng)用了“Plonkandplay”的概念(有點(diǎn)類似“即插即用”)，即任意一個藍(lán)牙設(shè)備一旦搜尋到另一個藍(lán)牙設(shè)備，馬上就可以建立聯(lián)系，而無需用戶進(jìn)行任何設(shè)置，因此可以解釋成“即連即用”。

　　藍(lán)牙技術(shù)有成本低，功耗低、體積小，近距離通信，安全性好的特點(diǎn)。藍(lán)牙在未來的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中將得到一定的應(yīng)用，特別是應(yīng)用在辦公場所、家庭智能家居等環(huán)境中。

　　GPRS

　　通用分組無線服務(wù)技術(shù)(GeneralPacketRadioService，GPRS)，使用帶移動性管理的分組交換模式以及無線接入技術(shù)。GPRS可說是GSM的延續(xù)。GPRS和以往連續(xù)在頻道傳輸?shù)姆绞讲煌且苑獍?Packet)式來傳輸，因此使用者所負(fù)擔(dān)的費(fèi)用是以其傳輸資料單位來計(jì)算，并非使用其整個頻道，理論上較為便宜。GPRS的傳輸速率可提升至56甚至114Kbps。但GPRS技術(shù)不太適合智能家居使用，主要應(yīng)用在電信網(wǎng)絡(luò)。

　　第三代移動通信技術(shù)(3rd-generation，3G)，是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通訊技術(shù)。3G服務(wù)能夠同時傳送聲音及數(shù)據(jù)信息，速率一般在幾百kbps以上。

　　目前3G存在四種標(biāo)準(zhǔn)：CDMA2000(美國版)，WCDMA(歐洲版)，TD-SCDMA(中國版)，WiMAX。國際電信聯(lián)盟(ITU)在2000年5月確定WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA三大主流無線接口標(biāo)準(zhǔn)，寫入3G技術(shù)指導(dǎo)性文件《2000年國際移動通訊計(jì)劃》。2007年，WiMAX亦被接受為3G標(biāo)準(zhǔn)之一。

　　CDMA是CodeDivisionMultipleAccess(碼分多址)的縮寫，是第三代移動通信系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)。代移動通信系統(tǒng)采用頻分多址(FDMA)的模擬調(diào)制方式，而這種系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)是頻譜利用率低，信令干擾話音業(yè)務(wù)。

　　第二代移動通信系統(tǒng)主要采用時分多址(TDMA)的數(shù)字調(diào)制方式，提高了系統(tǒng)容量，并采用獨(dú)立信道傳送信令，使系統(tǒng)性能大大改善，但TDMA的系統(tǒng)容量仍然有限，越區(qū)切換性能仍不完善。而CDMA系統(tǒng)以其頻率規(guī)劃簡單、系統(tǒng)容量大、頻率復(fù)用系數(shù)高、抗多徑能力強(qiáng)、通信質(zhì)量好、軟容量、軟切換等特點(diǎn)顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿Α?br />

　　4G技術(shù)又稱IMT-Advanced技術(shù)。準(zhǔn)4G標(biāo)準(zhǔn)，是業(yè)內(nèi)對TD技術(shù)向4G的進(jìn)展的TD-LTE-Advanced稱謂。對于4G中將使用的核心技術(shù)，業(yè)界并沒有太大的分歧。總結(jié)起來，有正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)、軟件無線電、智能天線技術(shù)多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)和基于IP的核心網(wǎng)五種。

　　由于人們研究4G通信的最初目的就是提高蜂窩電話和其他移動裝置無線訪問Internet的速率，因此4G通信給人印象最深刻的特征莫過于它具有更快的無線通信速度。此外，4G還有網(wǎng)絡(luò)頻譜寬、通信靈活、智能性能高、兼容性好、費(fèi)用便宜等優(yōu)點(diǎn)。

　　4G通信技術(shù)并非無缺，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一是4G通信技術(shù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)難以統(tǒng)一。二是4G通信技術(shù)的市場推廣難以實(shí)現(xiàn)。三是4G通信技術(shù)的配套設(shè)施難以更新。

　　Wi-Fi

　　Wi-Fi全稱為WirelessFidelity，又稱IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)，它的優(yōu)點(diǎn)就是傳輸?shù)乃俣容^高，可以達(dá)到11Mb/s，另外它的有效距離也很長，同時也與已有的各種IEEE802.11DSSS(直接序列展頻技術(shù)，DirectSequenceSpreadSpectrum)設(shè)備兼容。

　　IEEE802.11b無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)范是在IEEE802.11a網(wǎng)絡(luò)規(guī)范基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的，帶寬為11Mb/s，在信號較弱或有干擾的情況下，帶寬可調(diào)整為5.5Mb/s、2Mb/s和1Mb/s。帶寬的自動調(diào)整有效地保障了網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。Wi-Fi無線保真技術(shù)與藍(lán)牙技術(shù)一樣，屬于辦公室與家庭使用的短距離無線技術(shù)，使用頻段是2.4GHz附近的頻段，該頻段目前尚屬沒用許可的無線頻段，可以使用的標(biāo)準(zhǔn)有兩個即802.11ay與802.11b，802.11g是802.11b的繼承。

　　其主要的特性為：速度快、可靠性高。在開放區(qū)域，其通信距離可達(dá)305m。在封閉性區(qū)域其通信距離為76～122m，方便與現(xiàn)有的有線以太網(wǎng)整合，組網(wǎng)的成本更低。

　　NB-IoT

　　NB-IoT即窄帶物聯(lián)網(wǎng)(NarrowBand-InternetofThings)，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一種，具有低成本、低功耗、廣覆蓋等特點(diǎn)，定位于運(yùn)營商級、基于頻譜的低速率物聯(lián)網(wǎng)市場，擁有廣闊的應(yīng)用前景。NB-IoT技術(shù)包含六大主要應(yīng)用場景，包括位置跟蹤、環(huán)境監(jiān)測、智能泊車、遠(yuǎn)程抄表、農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)。而這些場景恰恰是現(xiàn)有移動通信很難的支持的場景。市場研究公司Machina預(yù)測，NB-IoT技術(shù)未來將覆蓋25%的物聯(lián)網(wǎng)連接。

　　NB-IoT是3GPPR13階段LTE的一項(xiàng)重要增強(qiáng)技術(shù)，射頻帶寬可以低至0.18MHz。NB-IoT是NB-CIoT和NB-LTE兩種標(biāo)準(zhǔn)的融合，平衡了各方利益，并適用于更廣泛的部署場景。其中，華為、沃達(dá)豐、高通等公司支持NB-CIoT;愛立信、中興、三星、英特爾、MTK等公司支持NB-LTE。NB-CIoT、NB-LTE與標(biāo)準(zhǔn)NB-IoT相比都有較大差異，終端無法平滑升級，一些非標(biāo)基站甚至面臨退網(wǎng)風(fēng)險。

　　物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，同時也帶領(lǐng)了無線傳輸協(xié)議的發(fā)展，在未來的智能化進(jìn)程會得到加大的增長空間。掌握上述的幾項(xiàng)技術(shù)，是創(chuàng)造企業(yè)未來的手段。

關(guān)鍵詞：GSM 數(shù)據(jù)傳輸

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