三种无线传输技术在物联网应用的比较

liyang

在物联网中物与网相连的最后数米，发挥关键作用的是短距离无线传输技术。目前有多种短距离无线传输技术可以应用在物联网中，在我国，除已经得到大规模应用的RFID之外，还有WiFi、ZigBee、蓝牙等比较成熟的技术，以及基于这些技术发展而来的新技术。这些技术各具特点，因对其传输速度、距离、耗电量等方面的要求不同，形成了各自不同的物联网应用场景。
   ZigBee：低功耗、自组网
   ZigBee以其鲜明的技术特点在物联网中受到了高度关注，该技术使用的频段分别为2.4GHz、868MHz(欧洲)及915MHz(美国)。其主要的技术特点：一是数据传输速率低，只有10Kbps-250Kbps；二是功耗低，低传输速率带来了仅为1毫瓦的低发射功率。据估算，ZigBee设备仅靠两节5号电池就可以维持长达6个月到两年左右的使用时间，这是ZigBee的一个独特优势；三是成本低，因为ZigBee传输速率低、协议简单；四是网络容量大，每个 ZigBee网络最多可以支持255个设备，一个区域内可以同时存在最多100个ZigBee网络，网络组成灵活。ZigBee芯片主要企业有德州仪器、飞思卡尔等。市场调研机构ABI Reserch的一份数据显示，2005年到2012年，ZigBee市场的年均复合增长率为63%。
   “ZigBee是从家庭自动化开始的，在瑞典哥德堡就是从智能电表开始，然后进一步用到燃气表、水表、热力表等家庭各种计量表。”在2011中国无线世界暨物联网大会上ZigBee联盟大中华区代表黄家瑞说，“ZigBee在智能电表里不仅仅是远程抄表工具，它是一个终端，也是一个网关，这些网关结合在一起，整个小区就变成了智能电网小区，智能电表可以搜集家里所有家电的用电信息。”
   目前，ZigBee正在完善其网关标准，7月底发布了第十个标准ZigBeeGateway(ZigBee网关)。ZigBee Gateway提供了一种简单、高成本效益的互联网连接方式，使服务提供商、企业和个人消费者有机会运行这些设备并将ZigBee网络连接至互联网。 ZigBee Gateway是ZigBee NetworkDevicesp(ZigBee网络设备)这一新类别范畴的首个标准，这将使ZigBee发展进一步提速。
    WiFi：大带宽支持家庭互联
   WiFi是以太网的一种无线扩展技术，如果有多个用户同时通过一个热点接入，带宽将被这些用户共享，WiFi的速率会降低，处于2.4GHz频段的 WiFi信号受墙壁阻隔的影响较小。WiFi的传输速率随着技术的演进还在不断提高，我国电信运营商在构建无线城市中采用的WiFi技术部分已经升级到 802.11n，最高速率从802.11g标准的11Mbps提高到50Mbps以上。在WiFi产业链中，最大的芯片企业是博通。
   “在过去几年里整个WiFi技术和产品发货量达到20亿个，整个Wi-Fi产品销售每年都是以两位数的速度持续增长。”WiFi联盟董事Myron Hattig说：“在2011年我们还会销售10亿个产品。”
   在笔记本电脑和手机上已经得到广泛应用的WiFi正在向消费电子产品渗透，Myron Hattig说：“除了手机外，已经有25%的消费类电子设备使用WiFi，在打印机、洗衣机上都在使用WiFi，家用电器生产商协会将WiFi作为一个更高级别的智能电器沟通技术。WiFi可以将设备与设备相连，从而使整个家庭的家用电器、电子设备相连。”
   最大WiFi芯片制造商博通正在推动WiFi Direct标准的商用，以支持这种设备到设备的直连。特别是在家庭互联中，相片、视频等大数据量的业务在手机、平板电脑、电视等设备中的直连应用前景广阔。Myron Hattig告诉记者：“直接技术可将平板电脑的内容展示在电视上，相关产品会在2012年发布。”
   基于WiFi上发展起来的WIGIG也是未来家庭互联市场有力的竞争技术。该技术可工作在40GHz～60GHz的超高频段，其传输速度可以达到1Gbps以上，不能穿过墙壁。目前英特尔、高通等芯片企业在支持WIGIG发展，目前该技术还在完善中，如需要进一步降低功耗等。
   蓝牙：4.0进入低功耗时代
   蓝牙能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，工作在全球通用的2.4GHz频段，其数据速率为1Mbps。
   2010年7月，以低功耗为特点的蓝牙4.0标准推出，蓝牙大中华区技术市场经理吕荣良将其看作蓝牙第二波发展高潮的标志，他表示：“蓝牙可以跨领域应用，主要有4个生态系统，分别是智能手机与笔记本电脑等终端市场、消费电子市场、汽车前装市场和健身运动器材市场。”
   NFC和UWB曾经是十分受关注的短距离无线接入技术，但其发展已经日渐势微。
   业内专家认为，无线频谱的规划和利用在短距离通信中日益重要。短距离通信技术目前主要采用2.4GHz的开放频谱，但随着物联网的发展和大量短距离通信技术的应用，频谱需求会快速增长，视频、图像等大数据量的通信正在寻求更高频段的解决方案。