2．4GHz頻段無(wú)線(xiàn)技術(shù)標準

摘要：為了滿(mǎn)足人們對無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的需求，現對工作于2．4 GHz(ISM)頻段常用的短距離無(wú)線(xiàn)通信中ZigBee、藍牙(Bluetooth)、WiFi三者的技術(shù)優(yōu)勢、缺點(diǎn)及總的市場(chǎng)趨勢做了詳細分析，證明它們的關(guān)系是既互為補充又相互競爭的。
關(guān)鍵詞：藍牙；WiFi；ZigBee；短距離無(wú)線(xiàn)通信

目前，各類(lèi)網(wǎng)絡(luò )中最具增長(cháng)潛力的就是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。生活中最常見(jiàn)的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)就是家庭中用到的電視機、空調遙控開(kāi)關(guān)，它采用了點(diǎn)對點(diǎn)的紅外技術(shù)，最大的不足在于它是一種視距離傳輸，2個(gè)互相通信的設備之間必須對準，中間不能讓其他物體阻隔，因而該技術(shù)只能用于2臺設備之間的連接，不能滿(mǎn)足多臺設備互聯(lián)、組網(wǎng)的要求?，F在許多機構會(huì )選擇采用無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN)來(lái)拓展他們現有的網(wǎng)絡(luò )，獲得在機構區域內部移動(dòng)接入網(wǎng)絡(luò )的能力。要不通過(guò)電纜，擺脫物理連接上的限制，使設備互聯(lián)起來(lái)就需要采用無(wú)線(xiàn)通信方式。目前常用的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )標準最流行的3個(gè)是ZigBee、藍牙(Bluetooth)和WiFi。

1 Zigaee
1．1 ZigBee簡(jiǎn)介
Zigbee是IEEE 802．15．4協(xié)議的代名詞，這一名稱(chēng)來(lái)源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)抖動(dòng)翅膀的“舞蹈”來(lái)與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說(shuō)蜜蜂依靠這樣的方式構成了群體中的通信網(wǎng)絡(luò )。其特點(diǎn)是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數據速率、低成本。主要適合用于自動(dòng)控制和遠程控制領(lǐng)域，可以嵌入各種設備。
1．2 ZigBee技術(shù)優(yōu)勢及不足
ZigBee技術(shù)優(yōu)勢主要包括以下幾個(gè)方面：
低功耗 2節五號電池支持長(cháng)達六個(gè)月到兩年左右的使用時(shí)間，然而B(niǎo)luetooth僅能工作數周，WiFi只
可工作數小時(shí)。
低成本 ZigBee數據傳輸速率低，協(xié)議簡(jiǎn)單，所以大大降低了成本，且免收專(zhuān)利費。
可靠 采用了碰撞避免機制，同時(shí)為需要固定帶寬的通信業(yè)務(wù)預留了專(zhuān)用時(shí)隙，避免了發(fā)送數據時(shí)的競爭和沖突；節點(diǎn)模塊之間具有自動(dòng)動(dòng)態(tài)組網(wǎng)的功能，信息在整個(gè)ZigBee網(wǎng)絡(luò )中通過(guò)自動(dòng)路由的方式進(jìn)行傳輸，從而保證了信息傳輸的可靠性。
網(wǎng)絡(luò )容量大 ZigBee具有大規模的組網(wǎng)能力，每個(gè)網(wǎng)絡(luò )達60 000個(gè)節點(diǎn)。
安全保密 ZigBee提供了一套基于128位AES算法的安全類(lèi)和軟件，并集成了IEEE 802．15．4的安全元素。
工作頻段靈活 使用頻段為2．4 GHz，868 MHz及915 MHz，均為免執照頻段。
同時(shí)ZigBee也存在著(zhù)一些不足：
傳輸范圍小 在不使用功率放大器的前提下，ZigBee節點(diǎn)的有效傳輸范圍一般為10～75 m，僅能覆蓋普通的家庭和辦公場(chǎng)所。
數據傳輸速率低 在2．4 GHz的頻段也只有250 Kb／s，而且這只是鏈路上的速率，除掉幀頭開(kāi)銷(xiāo)、信道競爭、應答和重傳，真正能被應用所利用的速率可能不足100 Kb／s，并且這余下的速率也可能要被鄰近多個(gè)節點(diǎn)和同一個(gè)節點(diǎn)的多個(gè)應用所瓜分。
時(shí)延不易確定 由于ZigBee采用隨機接入MAC層，且不支持時(shí)分復用的信道接入方式，因此不能很好地支持一些實(shí)時(shí)的業(yè)務(wù)，而且由于發(fā)送沖突和多跳，使得時(shí)延變成一個(gè)不易確定的因素。
1．3 ZigBee應用項目
近日獲悉，赫立訊科技(北京)有限公司8年自主研發(fā)技術(shù)的ZigBee無(wú)線(xiàn)定位系統，已成功應用在最具“人情味”的北京地鐵4號線(xiàn)大興線(xiàn)隧道工程項目中。本項目中“地鐵隧道工程安全預警系統”共安裝有：ZigBee工地安全基站21個(gè)和50張ZigBee人員識別卡。開(kāi)創(chuàng )了以ZigBee物聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)為核心的“地鐵隧道工程安全預警系統”，這是為工程和人員安全保駕護航的最新應用。

2 藍牙(Bluetooth)
2．1 藍牙簡(jiǎn)介
藍牙技術(shù)最初由愛(ài)立信創(chuàng )制。1999年5月20日，索尼愛(ài)立信、IBM、英特爾、諾基亞及東芝等業(yè)界龍頭創(chuàng )立藍牙特別興趣組，制訂藍牙技術(shù)標準。1998年，愛(ài)立信公司希望無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)能統一標準而取名“藍牙”。藍牙(Bluetooth)技術(shù)致力于在10～100 m的空間內使所有支持該技術(shù)的移動(dòng)或非移動(dòng)設備可以方便地建立網(wǎng)絡(luò )聯(lián)系、進(jìn)行話(huà)音和數據通信。
2．2 藍牙發(fā)展趨勢
藍牙技術(shù)聯(lián)盟(Bluetooth Special Interest Group，SIG)日前宣布正式采納藍牙規格4．0版本，并啟動(dòng)對應的認證計劃。在3．0+HS版本標準加入高速傳輸技術(shù)的基礎上，4．0版本又加入了之前諾基亞力推的Wibree低功耗傳輸技術(shù)。至此，藍牙已經(jīng)不是當初大家熟悉的只適用于WPAN的“藍牙”了。而是集IEEE 802．15．1傳統藍牙，IEEE 802．11物理層和MAC層以及Wibree標準的“三合一”的藍牙。