Z-Wave、WiFi、ZigBee、Mesh等无线短距离通信技术TOP10

涂鸦智能 2018-06-19 13:34:12


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无线通信主要包括微波通信和卫星通信,微波是一种无线电波,它传送的距离一般只有几十千米。但微波的频带很宽,通信容量很大。微波通信每隔几十千米要建一个微波中继站。卫星通信是利用通信卫星作为中继站在地面上两个或多个地球站之间或移动体之间建立微波通信联系。


语言是人类最重要的交际工具,是人们进行沟通交流的主要表达方式。在物联网的时代当机器需要交流的时候,也需要按照相互之间可以听懂的语言进行。今天,我们就来扒一扒那些在物联网中比较常用的无线短距离通信语言及技术--华为Hilink协议、WiFi(IEEE 802.11协议)、Mesh、蓝牙、ZigBee、Thread、Z-Wave、NFC、UWB、LiFi。


TOP1 LiFi


光保真技术,是一种利用可见光波谱(如灯泡发出的光)进行数据传输的全新无线传输技术,由英国爱丁堡大学HaraldHass教授发明。


可见光通信技术,是利用荧光灯或发光二极管等发出的肉眼看不到的高速明暗闪烁信号来传输信息的,将高速因特网的电线装置连接在照明装置上,插入电源插头即可使用。


LiFi相当于Wi-Fi的可见光无线通信(VLC)技术,能利用发光二极管(LED)灯泡的光波传输数据,可同时提供照明与无线联网,且不会产生电磁干扰,有助缓解现今网络流量爆增的问题。


TOP2 Hilink协议


华为推出的自主研发的智能家居“三件套”—Hilink协议、Huawei-LiteOS系统以及IOT芯片。


HiLink协议是智能设备之间的“普通话”。它能快速接入,简单易用,安全可靠,兼容多协议,SDK开放,是继华为海思芯片之后的又一大历史性突破。Hilink连接协议将和华为此前推出的Liteos物联网操作系统将成为华为与伙伴共享的两大核心能力。


TOP3 WiFi


通常WiFi技术使用2.4GHz和5GHz周围频段,通过有线网络外接一个无线路由器,就可以把有线信号转换成WiFi信号,2016年WiFi联盟最新公布的802.11ah WiFi标准—WiFi HaLow,使得WiFi可以被运用到更多地方。


Wi-Fi是一个无线网路通信技术的品牌,目的是改善基于IEEE 802.11标准的无线网路产品之间的互通性。现时一般人会把Wi-Fi及IEEE 802.11混为一谈。甚至把Wi-Fi等同于无线网际网路。Wi-Fi的样式有很多类型,有无线的卡,还有连接电脑的等等。2015年9月,Skyhook与Mapbox两家公司收录的wifi信号数据表示,全球wifi信号多达9亿。


TOP4 无线Mesh网络


被称为廉价“Last Mile“宽带接入方案,它利用多跳无线网状结构为移动用户提供宽带接入。


Mesh是WLAN与移动Ad Hoc(点对点)网络的结合。与WLAN相比,各网络终端之间可以对等的进行直接通信,不再需要经过AP(基站)转发,且覆盖范围更大。与Ad Hoc相比,由于具有固定和电源充足的主干路由器,在移动性和功耗上可不用考虑太多。


TOP5 ZigBee/802.15.4协议


Zigbee被正式提出来是在2003年,它的出现是为了弥补蓝牙通信协议的高复杂,功耗大,距离近,组网规模太小等缺陷。名称取自于蜜蜂,蜜蜂 (bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息,依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。


ZigBee采用自组网的方式进行通信,也是无线传感器网领域最为著名的无线通信协议。在无线传感器网络中,当某个传感器的讯息从某条通信路径无法顺畅的传递出去时,动态路由器会迅速的找出另外一条近距离的信道传输数据,从而保证了信息的可靠传递。


TOP6 Thread /IEEE 802.15.4协议


Thread和ZigBee同属802.15.4,但是针对802.15.4做了很大的改进。


Thread是建立在IPv6的基础之上的一个协议,无论在传输安全,还是系统可靠性上都做了非常棒的优化。它既可以承载高通海尔数十企业组物联网盟AllSeen,也可以支持苹果的Homekit智能家居平台。谷歌旗下的Nest 将Thread定为家庭物联网的唯一通讯协定,随后Nest发起产业联盟,联盟成员共同推广Thread协议,Thread短距离通信上面也是大有可为。


TOP7 Z-Wave协议


Z-Wave无线组网规格于2004年提出,由丹麦的芯片与软件开发商Zensys主导,Z-wave联盟推广其应用。


Z-Wave工作频率美国908.42MHz、欧洲868.42MHz,采用无线网状网络技术,因此任何节点都能直接或间接地和通信范围内的其它临近节点通信。数据速率包括 9.6kbps和40kbps,信号的有效覆盖范围在室内是30m,室外可超过100m。Z-Wave是一种新兴的基于射频的、低成本、低功耗、高可靠、适于短距离、窄带宽的应用场合。Z-Wave专注于家庭自动化,在欧美国家比较流行,进入中国市场较Zigbee晚,市场份额也远远不及Zigbee,且由于频带划分的原因,虽能在中国发展,但也是走得小心翼翼。


TOP8 蓝牙/IEEE 802.15.1协议


蓝牙技术最早始于1994,由瑞典爱立信研发。它采用调频技术(Frequency-hopping Spread Spectrum),通信频段为2.402G Hz-2.480GHz。截止目前为止已经更新了9个版本,分别为蓝牙1.0/1.1/1.2/2.0/2.1/3.0/4.0/4.1/4.2,通信半径从几米到几百米延伸。


TOP9 NFC


近场通信,2002年由飞利浦半导体、诺基亚和索尼共同研发。2004年,成立NFC论坛,致力于近场通信技术的标准化和推广,该技术由RFID及互连技术整合演变而来。


NFC是一种短距高频的无线电技术,工作频率在13.56MHz,20cm距离内。其传输速度有106 Kb/s、212 Kb/s或者424 Kb/s三种。通过卡、读卡器以及点对点三种业务模式进行数据读取与交换。NFC与蓝牙技术功能类似,但传输速率和传输距离没有蓝牙快和远,同时功耗和成本都较低,保密性好,这些优点让它成为移动支付和消费类电子的宠儿。近来,Apple pay、Samsung pay在移动支付领域闹得风声水起,NFC技术在未来移动物联世界里的重要性不言而喻。


TOP10 UWB


超宽带,一种无载波通信技术,利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,能在10m左右的范围内实现数百Mb/s至数Gb/s的数据传输速率。


UWB具有抗干扰性能强、传输速率高、带宽极宽、消耗电能小、发送功率小等诸多优势,主要应用于室内通信、高速无线LAN、家庭网络、无绳电话、安全检测、位置测定、雷达等领域。比较有意思的是,UWB的标准化问题一直充满争议,这也间接的减慢了其推广的步伐。与蓝牙、802.11b、802.15 等无线通信相比,UWB可以提供更快、更远、更宽的传输速率,越来越多的研究者投入到UWB 领域。




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