【移动开发作业5】近场通信的分析

news/2024/10/18 8:33:17/

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  • 一、三种近场通信技术
    • 1.三种技术的分类
    • 2.三种技术的简介和特点
  • 二、近场通信技术的应用场景的分析与预测
    • 1.WiFi
    • 2.BlueTooth
    • 3.NFC
  • 三、小结

一、三种近场通信技术

1.三种技术的分类

(1)WiFI
(2)BlueTooth
(3)NFC

2.三种技术的简介和特点

(1)WiFi
①简介
1)WIFI全称Wireless Fidelity,又称802.11标准,与蓝牙技术一样,同属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术。该技术是由一个名为“无线以太网相容联盟”(Wireless Ethernet Compatibility Alliance,WECA)的组织所发布的业界术语,中文译为“无线相容认证”。它能够在数百英尺范围内支持互联网接入的无线电信号。随着技术的发展,以及IEEE 802.11a及IEEE 802.11g等标准的出现,现在IEEE 802.11这个标准已被统称作Wi-Fi。Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备(如pad、手机)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。

2)WIFI就是一种无线联网的技术,以前通过网线连接电脑,而现在则是通过无线电波来连网;常见的就是一个无线路由器,那么在这个无线路由器的电波覆盖的有效范围都可以采用WIFI连接方式进行联网,如果无线路由器连接了一条ADSL线路或者别的上网线路,则又被称为“热点”。

②特点
1)无线电波的覆盖范围广
无需直线传播传输范围为室外最大300米,室内有障碍的情况下最大100米,适合办公室及单位楼层内部使用。而蓝牙技术只能覆盖15米以内。

2)速度快,可靠性高
802.11b无线网络规范是IEEE 802.11网络规范的变种,最高带宽为11 Mbps,在信号较弱或有干扰的情况下,带宽可调整为5.5Mbps、2Mbps和1Mbps,带宽的自动调整,有效地保障了网络的稳定性和可靠性。

3)无需布线
WiFi是由AP和无线网卡共同组成的无线局域网,基于这种组成结构,WiFi的构成不需要布线。在一些办公场所,如医院、快餐店、教育机构等场所布局,不受布线条件的限制,该技术使用的是2.4GHz附近的频段。

4)建网简单,厂商易介入
一般架设无线网络的基本配备就是无线网卡及一台AP,如此便能以无线的模式,配合既有的有线架构来分享网络资源,架设费用和复杂程序远远低于传统的有线网络。如果只是几台电脑的对等网,也可不要AP,只需要每台电脑配备无线网卡。厂商只要在机场、车站、咖啡店、图书馆等人员较密集的地方设置“热点”,并通过高速线路将因特网接入上述场所。这样,由于“热点”所发射出的电波可以达到距接入点半径数十米至100米的地方,用户只要将支持无线LAN的笔记本电脑或PDA拿到该区域内,即可高速接入因特网。也就是说,厂商不用耗费资金来进行网络布线接入,从而节省了大量的成本。

5)健康安全
IEEE802.11规定的发射功率不可超过100毫瓦,实际发射功率约60~70毫瓦,手机的发射功率约200毫瓦至1瓦间,手持式对讲机高达5瓦,而且无线网络使用方式并非像手机直接接触人体,是绝对安全的。

6)根据无线网卡使用的标准不同,WIFI的速度也有所不同,功耗较高
802.11b 11Mpbs
802.11g 54Mpbs
802.11n 600Mpbs
802.11ac 1.3GMpbs

(2)BlueTooth
①简介
1)蓝牙是一种支持设备短距离通信(一般10m内)的无线电技术,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。利用蓝牙技术,能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信,也能够成功地简化设备与因特网Internet之间的通信,从而数据传输变得更加迅速高效,为无线通信拓宽道路。

2)蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范,它以低成本的近距离无线连接为基础,为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接。其实质内容是为固定设备或移动设备之间的通信环境建立通用的无线电空中接口(Radio Air Interface),将通信技术与计算机技术进一步结合起来,使各种3C设备在没有电线或电缆相互连接的情况下,能在近距离范围内实现相互通信或操作。简单的说,蓝牙技术是一种利用低功率无线电在各种3C设备间彼此传输数据的技术。蓝牙工作在全球通用的2.4GHz ISM(即工业、科学、医学)频段,使用IEEE802.15协议。作为一种新兴的短距离无线通信技术,正有力地推动着低速率无线个人区域网络的发展。

②特点
1)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。

2)传输距离较短
现阶段,蓝牙技术的主要工作范围在10米左右,经过增加射频功率后的蓝牙技术可以在100米的范围进行工作,只有这样才能保证蓝牙在传播时的工作质量与效率,提高蓝牙的传播速度。

3)安全性和抗干扰能力强
由于蓝牙技术具有跳频的功能,有效避免了ISM频带遇到干扰源。蓝牙技术的兼容性较好,蓝牙技术已经能够发展成为独立于操作系统的一项技术,实现了各种操作系统中良好的兼容性能。

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)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。

6)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。

7)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。

8)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,激活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)NFC
①简介
近场通信(Near Field Communication,简称NFC),是一种新兴的技术,使用了NFC技术的设备(例如移动电话)可以在彼此靠近的情况下进行数据交换,是由非接触式射频识别(RFID)及互连互通技术整合演变而来的,通过在单一芯片上集成感应式读卡器、感应式卡片和点对点通信的功能,利用移动终端实现移动支付、电子票务、门禁、移动身份识别、防伪等应用。

②特点
近场通信是基于RFID技术发展起来的一种近距离无线通信技术。与RFID一样,近场通信信息也是通过频谱中无线频率部分的电磁感应耦合方式传递,但两者之间还是存在很大的区别。近场通信的传输范围比RFID小,RFID的传输范围可以达到0~1m,但由于近场通信采取了独特的信号衰减技术,相对于RFID来说近场通信具有成本低、带宽高、能耗低等特点。
近场通信技术的主要特征如下:
1)用于近距离(10cm以内)安全通信的无线通信技术。
2)射频频率:13.56MHz。
3)射频兼容:ISO 14443,ISO 15693,Felica标准。
4)数据传输速度:106kbit/s,212 kbit/s,424kbit/s。
5)不需要电池,功耗低。

二、近场通信技术的应用场景的分析与预测

1.WiFi

1)WLAN未来最具潜力的应用将主要在SOHO、家庭无线网络以及不便安装电缆的建筑物或场所。目前这一技术的用户主要来自机场、酒店、商场等公共热点场所。Wi-Fi技术可将Wi-Fi与基于XML或Java的Web服务融合起来,可以大幅度减少企业的成本。万物互联时代的到来,让WiFi的价值从单一的联接数据,变成多样化的联接业务和商业智能。

2)在目前疫情防控任务下,大量企业园区开始启用AI口罩识别系统、大数据门禁管理系统,以及服务机器人设备,这些新设备、新技术的快速添加,使得数据传输能力成为重点,也意味着无线局域网面临着众多的全新挑战,让WiFi升级变成了重点需求。

2.BlueTooth

1)蓝牙主要应用在手机、笔记本电脑、智能家居中,以及嵌入微波炉、洗衣机、电冰箱、空调机等传统家用电器、篮牙技术构成的电子钱包和电子锁还有其它数字设备,如数字照相机、数字摄象机等。

2)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。

3.NFC

1)电子设备中会大量嵌入了NFC芯片——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,就可以轻松的控制家电,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。

2)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

3)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。

三、小结

对于三种近场通信技术在未来的发展,由于无线通信飞速发展,新的技术和标准层出不穷。用户更希望能通过手中的多模终端,根据自己的需求随意地接入合适的网络进行通信,即未来各无线技术间应该是融合的、可快速切换的。灵活、便捷、无限自由沟通是人们对未来通信的需求,也是推动通信技术发展的源动力。
多样化的无线技术的背后是各种技术融合的发展趋势。如何将应用于不同场景下的无线技术融于全P的泛在网络是一个十分具有挑战性的课题。融合将成为主旋律。


http://www.ppmy.cn/news/123279.html

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