近距離無(wú)線通信技術(shù)課件

01十一月20221第3章近距離無(wú)線通信技術(shù)22十月20221第3章近距離無(wú)線通信技術(shù)學(xué)習(xí)任務(wù)3.1無(wú)線通信系統(tǒng)概述3.2射頻通信3.3微波通信3.4近距離無(wú)線通信技術(shù)概覽3.5近場(chǎng)通信（NFC）學(xué)習(xí)任務(wù)3.1無(wú)線通信系統(tǒng)概述3.1無(wú)線通信系統(tǒng)概述一、無(wú)線通信概念無(wú)線通信（WirelessCommunication）是利用電磁波信號(hào)可以在空間傳播的特性進(jìn)行信息交換的一種通信方式。無(wú)線通信包括固定體之間的無(wú)線通信和移動(dòng)通信兩大部分。3.1無(wú)線通信系統(tǒng)概述一、無(wú)線通信概念移動(dòng)通信與固定物體之間的通信比較:移動(dòng)性電磁波傳播條件復(fù)雜噪聲和干擾嚴(yán)重系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜要求頻帶利用率高、設(shè)備性能好移動(dòng)通信與固定物體之間的通信比較:移動(dòng)性二、現(xiàn)代無(wú)線通信分類分類依據(jù)應(yīng)用范圍用途陸地公眾蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)、寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)、無(wú)線局域網(wǎng)、無(wú)線個(gè)域網(wǎng)、無(wú)繩電話、集群通信、衛(wèi)星移動(dòng)通信等。使用頻段中長(zhǎng)波通信（小于1MHz）、短波通信（1~30MHz）、超短波通信（30MHz~1GHz）、微波通信（1GHz到幾十吉赫茲）、毫米波通信（幾十吉赫茲）、紅外光通信、紅外光通信、大氣激光通信等。二、現(xiàn)代無(wú)線通信分類分類依據(jù)應(yīng)用范圍用途陸地公眾蜂窩移動(dòng)通信三、無(wú)線與移動(dòng)通信的發(fā)展歷程時(shí)期工作特點(diǎn)代表事件20世紀(jì)20年代至40年代多為專用系統(tǒng)，工作頻率較低。美國(guó)底特律市警察使用的車載無(wú)線電系統(tǒng)20世紀(jì)40年代中期至60年代初期從專用移動(dòng)網(wǎng)向公用移動(dòng)網(wǎng)過(guò)渡，采用人工接續(xù)方式，全網(wǎng)的通信容量較小。貝爾系統(tǒng)在圣路易斯城建立了世界上第一個(gè)公用汽車電話網(wǎng)問(wèn)世20世紀(jì)60年代中期到70年代中期采用大區(qū)制、中小容量，使用450MHz頻段，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)選頻與自動(dòng)連續(xù)。美國(guó)推出的改進(jìn)型移動(dòng)電話系統(tǒng)（IMTS）20世紀(jì)70年代中期至80年代中期小區(qū)制、大容量蜂窩狀移動(dòng)通信網(wǎng)美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室研制的先進(jìn)移動(dòng)電話系統(tǒng)(AMPS)從20世紀(jì)末到21世紀(jì)初頻譜利用率高，高速傳輸支持多媒體業(yè)務(wù)，支持全球無(wú)縫漫游等。第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（3G）的開(kāi)發(fā)和推出三、無(wú)線與移動(dòng)通信的發(fā)展歷程時(shí)期工作特點(diǎn)代表事件20世紀(jì)20四、寬帶無(wú)線接入技術(shù)國(guó)際電子電氣工程師協(xié)會(huì)(IEEE)成立了無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)，并于1997年制定出第一個(gè)無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)——802.11。1999年，IEEE成立了802.16工作組開(kāi)始研究建立一個(gè)全球統(tǒng)一的寬帶無(wú)線接入城域網(wǎng)技術(shù)規(guī)范。已經(jīng)制定或正在制定的IEEE802.11、IEEE802.15、IEEE802.20、IEEE802.22等寬帶無(wú)線接入標(biāo)準(zhǔn)集，覆蓋了無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)、無(wú)線個(gè)域網(wǎng)(WMAN)、無(wú)線城域網(wǎng)(WPAN)的領(lǐng)域。四、寬帶無(wú)線接入技術(shù)國(guó)際電子電氣工程師協(xié)會(huì)(IEEE)成立了3.2射頻通信一、什么是射頻？射頻(RadioFrequency，RF)

表示可以輻射到空間的電磁波頻率，通常所指的頻率范圍為300KHz～30GHz。射頻的本質(zhì)是射頻電流，是一種高頻交流電的簡(jiǎn)稱。3.2射頻通信一、什么是射頻？二、頻譜的劃分IEEE劃分的頻譜微波和射頻工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)用頻率二、頻譜的劃分IEEE劃分的頻譜IEEE劃分的頻譜頻段頻率波長(zhǎng)ELF（極低頻）30Hz～300Hz10

000km～1

000kmVF（音頻）300Hz～3

000Hz1

000km～100kmVLF（甚低頻）3kHz～30kHz100km～10kmLF（低頻）30kHz～300kHz10km～1kmMF（中頻）300kHz～3

000kHz1km～0.1kmHF（高頻）3MHz～30MHz100m～10mVHF（甚高頻）30MHz～300MHz10m～1mUHF（超高頻）300MHz～3

000MHz100cm～10cmSHF（特高頻）3GHz～30GHz10cm～1cmEHF（極高頻）30GHz～300GHz1cm～0.1cmIEEE劃分的頻譜頻段頻率波長(zhǎng)ELFIEEE劃分的頻譜頻段頻率波長(zhǎng)亞毫米波300GHz～3

000GHz1mm～0.1mmP波段0.23GHz～1GHz130cm～30cmL波段1GHz～2GHz30cm～15cmS波段2GHz～4GHz15cm～7.5cmC波段4GHz～8GHz7.5cm～3.75cmX波段8GHz～12.5GHz3.75cm～2.4cmKu波段12.5GHz～18GHz2.4cm～1.67cmK波段18GHz～26.5GHz1.67cm～1.13cmKa波段26.5GHz～40GHz1.13cm～0.75cmIEEE劃分的頻譜頻段頻率波長(zhǎng)亞毫米微波和射頻微波也是經(jīng)常使用的波段，微波是指頻率300MHz～3000GHz的電磁波，對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為1m～0.1mm，分為分米波、厘米波、毫米波和亞毫米波4個(gè)波段。目前射頻頻率與微波頻率之間沒(méi)有定義出明確的頻率分界點(diǎn)，微波的低頻端與射頻頻率相重合。微波和射頻微波也是經(jīng)常使用的波段，微波是指頻率300MHz～工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)用頻率頻率范圍應(yīng)用范圍6.765～6.795MHz不同類別的無(wú)線電服務(wù)，如無(wú)線電廣播服務(wù)、無(wú)線電氣象服務(wù)和無(wú)線電航空服務(wù)等。13.553～13.567MHz除了電感耦合RFID系統(tǒng)外，還有其他的ISM應(yīng)用，如遙控系統(tǒng)、遠(yuǎn)距離控制模型系統(tǒng)、演示無(wú)線電系統(tǒng)和傳呼機(jī)等。26.957～27.283MHz除了電感耦合RFID系統(tǒng)外，這個(gè)頻率范圍的ISM應(yīng)用還有醫(yī)療用電熱治療儀、工業(yè)用高頻焊接裝置和傳呼機(jī)等。40.660～40.700MHz遙測(cè)和遙控。430.050～434.790MHz該頻段可用于反向散射RFID系統(tǒng)，除此之外，還可用于小型電話機(jī)、遙測(cè)發(fā)射器、無(wú)線耳機(jī)、近距離小功率無(wú)線對(duì)講機(jī)、汽車無(wú)線中央閉鎖裝置等。工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)用頻率頻率范圍應(yīng)用范圍6.765～6.795M工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)用頻率頻率范圍應(yīng)用范圍868～870MHz該頻段在歐洲允許短距離設(shè)備使用，因而也可以作為RFID頻率使用。888～889MHz、902～928MHz在美國(guó)和澳大利亞該頻率范圍被反向散射RFID系統(tǒng)使用。這個(gè)頻率范圍在歐洲還沒(méi)有提供ISM應(yīng)用。2.400～2.4835GHz這個(gè)頻率范圍適合反向散射

RFID系統(tǒng)，除此之外，該頻段的典型

ISM應(yīng)用還有藍(lán)牙和802.11協(xié)議的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等。5.725～5.875GHz反向散射RFID系統(tǒng)，可以用于高速公路RFID系統(tǒng)，還可用于大門啟閉（在商店或百貨公司）系統(tǒng)。24.00～24.25GHz主要用于移動(dòng)信號(hào)傳感器，也用于傳輸數(shù)據(jù)的無(wú)線電定向系統(tǒng)。135kHz以下被各種無(wú)線電服務(wù)大量使用。工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)用頻率頻率范圍應(yīng)用范圍868～870MHz該頻三、RFID使用的頻段RFID系統(tǒng)在讀寫器和電子標(biāo)簽之間通過(guò)射頻無(wú)線信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象，并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。讀寫器和電子標(biāo)簽之間射頻信號(hào)的傳輸主要有兩種方式，一種是電感耦合方式，一種是電磁反向散射方式，這兩種方式采用的頻率不同，工作原理也不同。三、RFID使用的頻段RFID系統(tǒng)在讀寫器和電子標(biāo)簽之間通過(guò)電感耦合方式在電感耦合方式的RFID系統(tǒng)中，電子標(biāo)簽一般為無(wú)源標(biāo)簽，其工作能量是通過(guò)電感耦合方式從讀寫器天線的近場(chǎng)中獲得的電子標(biāo)簽與讀寫器之間傳送數(shù)據(jù)時(shí)，電子標(biāo)簽需要位于讀寫器附近，通信和能量傳輸由讀寫器和電子標(biāo)簽諧振電路的電感耦合來(lái)實(shí)現(xiàn)。在這種方式中，讀寫器和電子標(biāo)簽的天線是線圈，讀寫器的線圈在它周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，當(dāng)電子標(biāo)簽通過(guò)時(shí)，電子標(biāo)簽線圈上會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，整流后可為電子標(biāo)簽上的微型芯片供電，使電子標(biāo)簽開(kāi)始工作。RFID電感耦合方式中，讀寫器線圈和電子標(biāo)簽線圈的電感耦合如圖3.1所示。電感耦合方式在電感耦合方式的RFID系統(tǒng)中，電子標(biāo)簽一般為無(wú)電感耦合方式圖3.1讀寫器線圈和電子標(biāo)簽線圈的電感耦合電感耦合方式圖3.1讀寫器線圈和電子標(biāo)簽線圈的電感耦合電感耦合方式現(xiàn)在電感耦合方式的RFID系統(tǒng)，一般采用低頻和高頻頻率，典型的頻率為125kHz、135kHz、6.78MHz、13.56MHz和27.125MHz。電感耦合方式現(xiàn)在電感耦合方式的RFID系統(tǒng)，一般采用低頻和高電感耦合方式低頻頻段的RFID系統(tǒng)最常用的工作頻率為125kHz。該頻段RFID系統(tǒng)的工作特性如下：工作頻率不受無(wú)線電頻率管制約束；閱讀距離一般情況下小于1m；有較高的電感耦合功率可供電子標(biāo)簽使用；無(wú)線信號(hào)可以穿透水、有機(jī)組織和木材等；電感耦合方式低頻頻段的RFID系統(tǒng)最常用的工作頻率為125k電感耦合方式低頻頻段的RFID系統(tǒng)非常適合近距離、低速度、數(shù)據(jù)量要求較少的識(shí)別應(yīng)用。典型應(yīng)用為動(dòng)物識(shí)別、容器識(shí)別、工具識(shí)別、電子閉鎖防盜等。電感耦合方式低頻頻段的RFID系統(tǒng)非常適合近距離、低速度、數(shù)電感耦合方式高頻頻段的RFID系統(tǒng)最典型的工作頻率為13.56MHz。該頻段RFID系統(tǒng)的工作特性如下：數(shù)據(jù)傳輸快，典型值為106kbit/s；高時(shí)鐘頻率，可實(shí)現(xiàn)密碼功能或使用微處理器；電感耦合方式高頻頻段的RFID系統(tǒng)最典型的工作頻率為13.5電感耦合方式高頻頻段的電子標(biāo)簽是實(shí)際應(yīng)用中使用量最大的電子標(biāo)簽之一。該頻段的典型應(yīng)用包括電子車票、電子身份證、電子遙控門鎖控制器等；相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)有ISO14443、ISO15693和ISO18000-3等；電子標(biāo)簽一般制成標(biāo)準(zhǔn)卡片形狀。電感耦合方式高頻頻段的電子標(biāo)簽是實(shí)際應(yīng)用中使用量最大的電子標(biāo)電磁反向散射方式電磁反向散射的RFID系統(tǒng)，采用雷達(dá)原理模型，發(fā)射出去的電磁波碰到目標(biāo)后反射，同時(shí)攜帶回目標(biāo)的信息。微波電子標(biāo)簽分為有源標(biāo)簽與無(wú)源標(biāo)簽兩類。電磁反向散射方式電磁反向散射的RFID系統(tǒng)，采用雷達(dá)原理模型電磁反向散射方式該方式RFID系統(tǒng)的閱讀距離一般大于1m，典型情況為4～7m，最大可達(dá)10m以上。讀寫器天線一般為定向天線，只有在讀寫器天線定向波束范圍內(nèi)的電子標(biāo)簽可以被讀寫。該方式讀寫器天線和電子標(biāo)簽天線的電磁輻射如圖3.2所示。電磁反向散射方式該方式RFID系統(tǒng)的閱讀距離一般大于1m，典圖3.2讀寫器天線和電子標(biāo)簽之間的電磁輻射圖3.2讀寫器天線和電子標(biāo)簽之間的電磁輻射電磁反向散射方式該方式一般適合于微波頻段，典型的工作頻率有433MHz、800/900MHz、2.45GHz和5.8GHz，屬于遠(yuǎn)距離RFID系統(tǒng)。電磁反向散射方式該方式一般適合于微波頻段，典型的工作頻率有43.3微波通信一、微波通信定義微波通信是使用波長(zhǎng)在0.1毫米~1米(300MHz~3000GHz)之間的電磁波——微波進(jìn)行的通信。3.3微波通信一、微波通信定義二、微波的通信方式視距通信：由于微波的頻率極高，波長(zhǎng)又很短，其在空中的傳播特性與光波相近，也就是直線前進(jìn)，遇到阻擋就被反射或被阻斷。微波中繼通信（或微波接力通信）：由于地球曲面的影響以及空間傳輸?shù)膿p耗，每隔50公里左右，就需要設(shè)置中繼站，將電波放大轉(zhuǎn)發(fā)而延伸。二、微波的通信方式視距通信：由于微波的頻率極高，波長(zhǎng)又很短，三、微波站的設(shè)備包括天線、收發(fā)信機(jī)、調(diào)制器、多路復(fù)用設(shè)備以及電源設(shè)備、自動(dòng)控制設(shè)備等。三、微波站的設(shè)備包括天線、收發(fā)信機(jī)、調(diào)制器、多路復(fù)用設(shè)備以及四、微波通信的特性及其應(yīng)用微波通信由于其頻帶寬、容量大、可以用于各種電信業(yè)務(wù)的傳送，如電話、電報(bào)、數(shù)據(jù)、傳真以及彩色電視等均可通過(guò)微波電路傳輸。微波通信具有良好的抗災(zāi)性能，對(duì)水災(zāi)、風(fēng)災(zāi)以及地震等自然災(zāi)害，微波通信一般都不受影響。但微波經(jīng)空中傳送，易受干擾，在同一微波電路上不能使用相同頻率于同一方向，因此微波電路必須在無(wú)線電管理部門的嚴(yán)格管理之下進(jìn)行建設(shè)。此外由于微波直線傳播的特性，在電波波束方向上，不能有高樓阻擋，因此城市規(guī)劃部門要考慮城市空間微波通道的規(guī)劃，使之不受高樓的阻隔而影響通信。四、微波通信的特性及其應(yīng)用3.4近距離無(wú)線通信技術(shù)概覽一、近距離無(wú)線通信技術(shù)的概念近距離無(wú)線通信技術(shù)的范圍很廣，在一般意義上，只要通信收發(fā)雙方通過(guò)無(wú)線電波傳輸信息，并且傳輸距離限制在較短的范圍內(nèi)，通常是幾十米以內(nèi)，就可以稱為近（短）距離無(wú)線通信。近距離無(wú)線通信技術(shù)的三個(gè)重要特征和優(yōu)勢(shì)是低成本、低功耗和對(duì)等通信。3.4近距離無(wú)線通信技術(shù)概覽一、近距離無(wú)線通信技術(shù)的概念二、近距離無(wú)線通信分類高速近距離無(wú)線通信最高數(shù)據(jù)速率＞100Mbit/s，通信距離＜10m，典型技術(shù)有高速超寬帶（UWB）；低速近距離無(wú)線通信的最低數(shù)據(jù)速率＜1Mbit/s，通信距離＜100m，典型技術(shù)有Zigbee、Bluetooth等。二、近距離無(wú)線通信分類高速近距離無(wú)線通信最高數(shù)據(jù)速率＞100三、近距離無(wú)線通信技術(shù)目前，比較受關(guān)注的近距離無(wú)線通信技術(shù)包括藍(lán)牙、802.11（Wi-Fi）、ZigBee、紅外（IrDA）、超寬帶（UWB）、近距場(chǎng)無(wú)線通信（NearFieldCommunication，NFC）等。三、近距離無(wú)線通信技術(shù)目前，比較受關(guān)注的近距離無(wú)線通信技術(shù)包藍(lán)牙藍(lán)牙（Bluetooth）是一種無(wú)線數(shù)據(jù)與語(yǔ)音通信的開(kāi)放性全球規(guī)范，它以低成本的短距離無(wú)線連接為基礎(chǔ)，可為固定的或移動(dòng)的終端設(shè)備提供廉價(jià)的接入服務(wù)。其傳輸頻段為全球公眾通用的2.4GHzISM頻段，提供1Mbps的傳輸速率和10m的傳輸距離。藍(lán)牙藍(lán)牙（Bluetooth）是一種無(wú)線數(shù)據(jù)與語(yǔ)音通信的開(kāi)放藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn)全球范圍適用可同時(shí)傳輸語(yǔ)音和數(shù)據(jù)可建立臨時(shí)性的對(duì)等連接（Ad-hocConnection)良好的抗干擾能力藍(lán)牙模塊體積很小、便于集成低功耗開(kāi)放的接口標(biāo)準(zhǔn)成本低藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn)全球范圍適用藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域替代線纜（CableReplacement）因特網(wǎng)橋（InternetBridge）臨時(shí)組網(wǎng)（AdHocNetwork）藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域替代線纜（CableReplacemen替代線纜點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（PointtoPoint）的替代線纜。

多個(gè)設(shè)備或外設(shè)在一個(gè)簡(jiǎn)單的“個(gè)人局域網(wǎng)”（PAN）內(nèi)建立通信連接。

替代線纜點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（PointtoPoint）的替代線纜。

因特網(wǎng)橋藍(lán)牙無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的軟件和硬件設(shè)施組成：藍(lán)牙接入點(diǎn)（BluetoothAccessPoint,BAP）本地網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器（LocalNetworkServer）網(wǎng)絡(luò)管理軟件（NetworkManagementSoftware）因特網(wǎng)橋藍(lán)牙無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的軟件和硬件設(shè)施組成：因特網(wǎng)橋圖3.3藍(lán)牙無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)因特網(wǎng)橋圖3.3藍(lán)牙無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)因特網(wǎng)橋的應(yīng)用現(xiàn)狀在分布了多個(gè)藍(lán)牙接入點(diǎn)的商店，顧客可以利用帶有WAP、藍(lán)牙和Web瀏覽功能的移動(dòng)電話付款、結(jié)賬和瀏覽店內(nèi)提供的商品；在裝有基于藍(lán)牙的飯店客人服務(wù)系統(tǒng)的HolidayInn中，客人使用Ericsson的R520m具備藍(lán)牙功能的移動(dòng)電話就可以進(jìn)行入住登記和結(jié)賬服務(wù)，甚至可以用移動(dòng)電話打開(kāi)預(yù)定客房的房門。因特網(wǎng)橋的應(yīng)用現(xiàn)狀在分布了多個(gè)藍(lán)牙接入點(diǎn)的商店，顧客可以利用臨時(shí)組網(wǎng)AdHocNetwork是一個(gè)臨時(shí)組建的網(wǎng)絡(luò)，其中沒(méi)有固定的路由設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點(diǎn)都可以自由移動(dòng)，并以任意方式動(dòng)態(tài)連接（隨時(shí)都有節(jié)點(diǎn)加入或離開(kāi)），網(wǎng)絡(luò)中的一些節(jié)點(diǎn)客串路由器來(lái)發(fā)現(xiàn)和維持與網(wǎng)絡(luò)其他節(jié)點(diǎn)間的路由。AdHocNetwork應(yīng)用于緊急搜索和救援行動(dòng)中、會(huì)議和大會(huì)進(jìn)行中及參加人員希望快速共享信息的場(chǎng)合。臨時(shí)組網(wǎng)AdHocNetwork是一個(gè)臨時(shí)組建的網(wǎng)絡(luò)，其WibreeWibree，超低功耗藍(lán)牙無(wú)線技術(shù)，作為一種新的短距離無(wú)線通信技術(shù)，Wibree技術(shù)于2001年最先由諾基亞公司率先提出。2007年6月12日，藍(lán)牙SIG與Wibree論壇宣布Wibree并入藍(lán)牙。Wibree由于具有短距離、超低能耗、高數(shù)據(jù)傳輸率的特點(diǎn)，被廣泛認(rèn)為是新一代的藍(lán)牙技術(shù)，或者是藍(lán)牙技術(shù)的補(bǔ)充。WibreeWibree，超低功耗藍(lán)牙無(wú)線技術(shù)，作為一種新的Wi-FiWi-Fi（WirelessFidelity，無(wú)線高保真）的正式名稱是IEEE802.11b，與藍(lán)牙一樣，同屬于短距離無(wú)線通信技術(shù)。Wi-Fi速率最高可達(dá)11Mb/s，電波的覆蓋范圍可達(dá)100m左右。Wi-Fi技術(shù)未來(lái)最具潛力的應(yīng)用將主要在SOHO、家庭無(wú)線網(wǎng)絡(luò)以及不便安裝電纜的建筑物或場(chǎng)所。Wi-FiWi-Fi（WirelessFidelity，無(wú)WiGig(60GHz)WiGig（WirelessGigabit，無(wú)線千兆比特）是一種更快的短距離無(wú)線技術(shù)，和WirelessHD都使用60GHz的頻段，可用于在家中快速傳輸大型文件。WiGig的技術(shù)規(guī)范為WiGig1.0無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)，其相對(duì)于WirelessHD而言的優(yōu)勢(shì)在于：

WiGig1.0與Wi-Fi融合的優(yōu)勢(shì)WiGig1.0標(biāo)準(zhǔn)瞄準(zhǔn)多平臺(tái)應(yīng)用WiGig(60GHz)WiGig（WirelessGiIrDAIrDA是一種利用紅外線進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的技術(shù)，是第一個(gè)實(shí)現(xiàn)無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng)的技術(shù)。目前它的軟硬件技術(shù)都很成熟，在小型移動(dòng)設(shè)備，如PDA、手機(jī)上廣泛使用。IrDAIrDA是一種利用紅外線進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的技術(shù)，是第一IrDAIrDA的主要優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需申請(qǐng)頻率的使用權(quán)，因而紅外通信成本低廉。并且還具有移動(dòng)通信所需的體積小、功耗低、連接方便、簡(jiǎn)單易用的特點(diǎn)。此外，紅外線發(fā)射角度較小，傳輸上安全性高。IrDA的不足在于它是一種視距傳輸，兩個(gè)相互通信的設(shè)備之間必須對(duì)準(zhǔn)，中間不能被其它物體阻隔，因而該技術(shù)只能用于2臺(tái)（非多臺(tái)）設(shè)備之間的連接。IrDAIrDA的主要優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需申請(qǐng)頻率的使用權(quán)，因而紅外通ZigBeeZigBee主要應(yīng)用在短距離范圍之內(nèi)并且數(shù)據(jù)傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間。ZigBee技術(shù)特點(diǎn)：數(shù)據(jù)傳輸速率低功耗低成本低網(wǎng)絡(luò)容量大有效范圍小工作頻段靈活ZigBeeZigBee主要應(yīng)用在短距離范圍之內(nèi)并且數(shù)據(jù)傳輸NFCNFC（NearFieldCommunication，近距離無(wú)線傳輸）是由Philips、NOKIA和Sony主推的一種類似于RFID(非接觸式射頻識(shí)別)的短距離無(wú)線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。和RFID不同，NFC采用了雙向的識(shí)別和連接。工作頻率13.56MHz，工作距離20cm距離以內(nèi)。NFCNFC（NearFieldCommunicatioNFC的三種應(yīng)用類型設(shè)備連接。除了無(wú)線局域網(wǎng)，NFC也可以簡(jiǎn)化藍(lán)牙連接。比如，手提電腦用戶如果想在機(jī)場(chǎng)上網(wǎng)，他只需要走近一個(gè)Wi-Fi熱點(diǎn)即可實(shí)現(xiàn)。實(shí)時(shí)預(yù)定。比如，海報(bào)或展覽信息背后貼有特定芯片，利用含NFC協(xié)議的手機(jī)或PDA，便能取得詳細(xì)信息，或是立即聯(lián)機(jī)使用信用卡進(jìn)行票卷購(gòu)買。而且，這些芯片無(wú)需獨(dú)立的能源。移動(dòng)商務(wù)。飛利浦Mifare技術(shù)支持了世界上幾個(gè)大型交通系統(tǒng)及在銀行業(yè)為客戶提供Visa卡等各種服務(wù)。索尼的FeliCa非接觸智能卡技術(shù)產(chǎn)品在中國(guó)香港及深圳、新加坡、日本的市場(chǎng)占有率非常高，主要應(yīng)用在交通及金融機(jī)構(gòu)。NFC的三種應(yīng)用類型設(shè)備連接。除了無(wú)線局域網(wǎng)，NFC也可以簡(jiǎn)UWB超寬帶（UltraWideband,UWB）技術(shù)是一種無(wú)線載波通信技術(shù)，它不采用正弦載波，而是利用納秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，因此其所占的頻譜范圍很寬。UWB主要應(yīng)用在小范圍、高分辨率、能夠穿透墻壁、地面和身體的雷達(dá)和圖像系統(tǒng)中。UWB最具特色的應(yīng)用將是視頻消費(fèi)娛樂(lè)方面的無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng)（WPANs）。UWB超寬帶（UltraWideband,UWB）技術(shù)是Z-WaveZ-Wave是一種新興的基于射頻的、低成本、低功耗、高可靠、適于網(wǎng)絡(luò)的短距離無(wú)線通信技術(shù)。工作頻帶為868.42MHz(歐洲)~908.42MHz(美國(guó))，采用FSK(BFSK/GFSK)調(diào)制方式，數(shù)據(jù)傳輸速率為9.6kbps，信號(hào)的有效覆蓋范圍在室內(nèi)是30m，室外可超過(guò)100m，適合于窄帶應(yīng)用場(chǎng)合。Z-WaveZ-Wave是一種新興的基于射頻的、低成本、低功Z-WaveZ-Wave技術(shù)設(shè)計(jì)用于住宅、照明商業(yè)控制以及狀態(tài)讀取應(yīng)用，例如抄表、照明及家電控制、HVAC、接入控制、防盜及火災(zāi)檢測(cè)等。Z-Wave可將任何獨(dú)立的設(shè)備轉(zhuǎn)換為智能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，從而可以實(shí)現(xiàn)控制和無(wú)線監(jiān)測(cè)。Z-WaveZ-Wave技術(shù)設(shè)計(jì)用于住宅、照明商業(yè)控制以及狀ZigbeeBluetoothUWBWi-FiNFCIrDAWiGigZ-Wave安全性中等高高低極高低低高傳輸速度10Kbps~250Kbps2.1Mbps53.3~480Mbps54Mbps424Kbps16Mbps6Gbps9.6kbps距離范圍10m~74m（傳輸速率降到28Kbps）10m10m100m<20cm1m10m30m（室內(nèi)）100m（室外）頻段2.4GHz868MHz（歐洲）915MHz（美國(guó)）2.4GHz3.1GHz~10.6GHz2.4GHz13.56MHz紅外波段60GHz868MHz（歐洲）915MHz（美國(guó)）表

3.3各種近距離無(wú)線通信技術(shù)比較ZigbeeBluetoothUWBWi-FiNFCIrDAZigbeeBluetoothUWBWi-FiNFCIrDAWiGigZ-Wave國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.15.4IEEE802.15.1x標(biāo)準(zhǔn)尚未訂定IEEE802.11bIEEE802.11gISO/IEC18092(ECMA340)ISO/IEC21481(ECMA352)IRDA1.1WiGig1.0標(biāo)準(zhǔn)尚未訂定成本中中高高低低高低表

3.3各種近距離無(wú)線通信技術(shù)比較（續(xù)）ZigbeeBluetoothUWBWi-FiNFCIrDA3.5近場(chǎng)通信（NFC）一、近場(chǎng)通信技術(shù)概念近場(chǎng)通信技術(shù)（NearFieldCommunication，NFC），是脫胎于無(wú)線設(shè)備間的一種“非接觸式射頻識(shí)別”(RFID)及互聯(lián)技術(shù)。3.5近場(chǎng)通信（NFC）一、近場(chǎng)通信技術(shù)概念二、NFC工作特性NFC在數(shù)厘米（通常是15cm以內(nèi)）距離之間于13.56MHz頻率范圍內(nèi)運(yùn)作，通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)，任意兩個(gè)設(shè)備（如移動(dòng)電話）接近而不需要線纜接插，就可以實(shí)現(xiàn)相互間的通信，滿足任何兩個(gè)無(wú)線設(shè)備間的信息交換、內(nèi)容訪問(wèn)、服務(wù)交換。二、NFC工作特性NFC在數(shù)厘米（通常是15cm以內(nèi)）距離之二、NFC工作特性NFC將非接觸讀卡器、非接觸卡和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（Peer-to-Peer）功能整合進(jìn)一塊單芯片，為消費(fèi)者提供了一個(gè)開(kāi)放接口平臺(tái)，可以對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行快速、主動(dòng)設(shè)置，也是虛擬連接器，服務(wù)于現(xiàn)有蜂窩狀網(wǎng)絡(luò)、藍(lán)牙和無(wú)線

802.11設(shè)備。二、NFC工作特性NFC將非接觸讀卡器、非接觸卡和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（三、NFC工作原理NFC存在兩種工作模式：主動(dòng)模式（圖3.8）和被動(dòng)模式（圖3.9）。三、NFC工作原理NFC存在兩種工作模式：主動(dòng)模式（圖3.8NFC主動(dòng)模式圖3.8NFC主動(dòng)工作模式NFC主動(dòng)模式圖3.8NFC主動(dòng)工作模式NFC被動(dòng)模式圖3.9NFC被動(dòng)工作模式NFC被動(dòng)模式圖3.9NFC被動(dòng)工作模式四、NFC技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用模式：卡模式、讀寫模式、NFC模式工作頻率：13.56MHz傳輸速度：106kb/s、212kb/s、424kb/s工作距離：最遠(yuǎn)為20厘米，在大多數(shù)應(yīng)用中，實(shí)際工作距離不會(huì)超過(guò)10厘米。NFC編碼技術(shù)：信源編碼和糾錯(cuò)編碼四、NFC技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用模式：卡模式、讀寫模式、NFC模式五、NFC技術(shù)特點(diǎn)距離近、能耗低。NFC更具安全性。NFC與現(xiàn)有非接觸智能卡技術(shù)兼容。傳輸速率較低。五、NFC技術(shù)特點(diǎn)距離近、能耗低。六、NFC技術(shù)應(yīng)用讀卡器模式(Reader/writermode)圖3.10移動(dòng)設(shè)備作為識(shí)讀設(shè)備六、NFC技術(shù)應(yīng)用讀卡器模式(Reader/writerm六、NFC技術(shù)應(yīng)用卡模式(Cardemulation)圖3.10移動(dòng)設(shè)備作為被讀設(shè)備六、NFC技術(shù)應(yīng)用卡模式(Cardemulation)圖3六、NFC技術(shù)應(yīng)用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式(P2Pmode)圖3.10點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信應(yīng)用六、NFC技術(shù)應(yīng)用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式(P2Pmode)圖3.10六、NFC技術(shù)應(yīng)用NFC應(yīng)用范圍的四個(gè)基本類型：NFC用于智能媒體

NFC用于付款和購(gòu)票等

NFC用于電子票證

NFC用于連接和作為無(wú)線啟動(dòng)設(shè)備

六、NFC技術(shù)應(yīng)用NFC應(yīng)用范圍的四個(gè)基本類型：01十一月202267第3章近距離無(wú)線通信技術(shù)22十月20221第3章近距離無(wú)線通信技術(shù)學(xué)習(xí)任務(wù)3.1無(wú)線通信系統(tǒng)概述3.2射頻通信3.3微波通信3.4近距離無(wú)線通信技術(shù)概覽3.5近場(chǎng)通信（NFC）學(xué)習(xí)任務(wù)3.1無(wú)線通信系統(tǒng)概述3.1無(wú)線通信系統(tǒng)概述一、無(wú)線通信概念無(wú)線通信（WirelessCommunication）是利用電磁波信號(hào)可以在空間傳播的特性進(jìn)行信息交換的一種通信方式。無(wú)線通信包括固定體之間的無(wú)線通信和移動(dòng)通信兩大部分。3.1無(wú)線通信系統(tǒng)概述一、無(wú)線通信概念移動(dòng)通信與固定物體之間的通信比較:移動(dòng)性電磁波傳播條件復(fù)雜噪聲和干擾嚴(yán)重系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜要求頻帶利用率高、設(shè)備性能好移動(dòng)通信與固定物體之間的通信比較:移動(dòng)性二、現(xiàn)代無(wú)線通信分類分類依據(jù)應(yīng)用范圍用途陸地公眾蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)、寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)、無(wú)線局域網(wǎng)、無(wú)線個(gè)域網(wǎng)、無(wú)繩電話、集群通信、衛(wèi)星移動(dòng)通信等。使用頻段中長(zhǎng)波通信（小于1MHz）、短波通信（1~30MHz）、超短波通信（30MHz~1GHz）、微波通信（1GHz到幾十吉赫茲）、毫米波通信（幾十吉赫茲）、紅外光通信、紅外光通信、大氣激光通信等。二、現(xiàn)代無(wú)線通信分類分類依據(jù)應(yīng)用范圍用途陸地公眾蜂窩移動(dòng)通信三、無(wú)線與移動(dòng)通信的發(fā)展歷程時(shí)期工作特點(diǎn)代表事件20世紀(jì)20年代至40年代多為專用系統(tǒng)，工作頻率較低。美國(guó)底特律市警察使用的車載無(wú)線電系統(tǒng)20世紀(jì)40年代中期至60年代初期從專用移動(dòng)網(wǎng)向公用移動(dòng)網(wǎng)過(guò)渡，采用人工接續(xù)方式，全網(wǎng)的通信容量較小。貝爾系統(tǒng)在圣路易斯城建立了世界上第一個(gè)公用汽車電話網(wǎng)問(wèn)世20世紀(jì)60年代中期到70年代中期采用大區(qū)制、中小容量，使用450MHz頻段，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)選頻與自動(dòng)連續(xù)。美國(guó)推出的改進(jìn)型移動(dòng)電話系統(tǒng)（IMTS）20世紀(jì)70年代中期至80年代中期小區(qū)制、大容量蜂窩狀移動(dòng)通信網(wǎng)美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室研制的先進(jìn)移動(dòng)電話系統(tǒng)(AMPS)從20世紀(jì)末到21世紀(jì)初頻譜利用率高，高速傳輸支持多媒體業(yè)務(wù)，支持全球無(wú)縫漫游等。第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（3G）的開(kāi)發(fā)和推出三、無(wú)線與移動(dòng)通信的發(fā)展歷程時(shí)期工作特點(diǎn)代表事件20世紀(jì)20四、寬帶無(wú)線接入技術(shù)國(guó)際電子電氣工程師協(xié)會(huì)(IEEE)成立了無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)，并于1997年制定出第一個(gè)無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)——802.11。1999年，IEEE成立了802.16工作組開(kāi)始研究建立一個(gè)全球統(tǒng)一的寬帶無(wú)線接入城域網(wǎng)技術(shù)規(guī)范。已經(jīng)制定或正在制定的IEEE802.11、IEEE802.15、IEEE802.20、IEEE802.22等寬帶無(wú)線接入標(biāo)準(zhǔn)集，覆蓋了無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)、無(wú)線個(gè)域網(wǎng)(WMAN)、無(wú)線城域網(wǎng)(WPAN)的領(lǐng)域。四、寬帶無(wú)線接入技術(shù)國(guó)際電子電氣工程師協(xié)會(huì)(IEEE)成立了3.2射頻通信一、什么是射頻？射頻(RadioFrequency，RF)

表示可以輻射到空間的電磁波頻率，通常所指的頻率范圍為300KHz～30GHz。射頻的本質(zhì)是射頻電流，是一種高頻交流電的簡(jiǎn)稱。3.2射頻通信一、什么是射頻？二、頻譜的劃分IEEE劃分的頻譜微波和射頻工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)用頻率二、頻譜的劃分IEEE劃分的頻譜IEEE劃分的頻譜頻段頻率波長(zhǎng)ELF（極低頻）30Hz～300Hz10

000km～1

000kmVF（音頻）300Hz～3

000Hz1

000km～100kmVLF（甚低頻）3kHz～30kHz100km～10kmLF（低頻）30kHz～300kHz10km～1kmMF（中頻）300kHz～3

000kHz1km～0.1kmHF（高頻）3MHz～30MHz100m～10mVHF（甚高頻）30MHz～300MHz10m～1mUHF（超高頻）300MHz～3

000MHz100cm～10cmSHF（特高頻）3GHz～30GHz10cm～1cmEHF（極高頻）30GHz～300GHz1cm～0.1cmIEEE劃分的頻譜頻段頻率波長(zhǎng)ELFIEEE劃分的頻譜頻段頻率波長(zhǎng)亞毫米波300GHz～3

000GHz1mm～0.1mmP波段0.23GHz～1GHz130cm～30cmL波段1GHz～2GHz30cm～15cmS波段2GHz～4GHz15cm～7.5cmC波段4GHz～8GHz7.5cm～3.75cmX波段8GHz～12.5GHz3.75cm～2.4cmKu波段12.5GHz～18GHz2.4cm～1.67cmK波段18GHz～26.5GHz1.67cm～1.13cmKa波段26.5GHz～40GHz1.13cm～0.75cmIEEE劃分的頻譜頻段頻率波長(zhǎng)亞毫米微波和射頻微波也是經(jīng)常使用的波段，微波是指頻率300MHz～3000GHz的電磁波，對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)為1m～0.1mm，分為分米波、厘米波、毫米波和亞毫米波4個(gè)波段。目前射頻頻率與微波頻率之間沒(méi)有定義出明確的頻率分界點(diǎn)，微波的低頻端與射頻頻率相重合。微波和射頻微波也是經(jīng)常使用的波段，微波是指頻率300MHz～工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)用頻率頻率范圍應(yīng)用范圍6.765～6.795MHz不同類別的無(wú)線電服務(wù)，如無(wú)線電廣播服務(wù)、無(wú)線電氣象服務(wù)和無(wú)線電航空服務(wù)等。13.553～13.567MHz除了電感耦合RFID系統(tǒng)外，還有其他的ISM應(yīng)用，如遙控系統(tǒng)、遠(yuǎn)距離控制模型系統(tǒng)、演示無(wú)線電系統(tǒng)和傳呼機(jī)等。26.957～27.283MHz除了電感耦合RFID系統(tǒng)外，這個(gè)頻率范圍的ISM應(yīng)用還有醫(yī)療用電熱治療儀、工業(yè)用高頻焊接裝置和傳呼機(jī)等。40.660～40.700MHz遙測(cè)和遙控。430.050～434.790MHz該頻段可用于反向散射RFID系統(tǒng)，除此之外，還可用于小型電話機(jī)、遙測(cè)發(fā)射器、無(wú)線耳機(jī)、近距離小功率無(wú)線對(duì)講機(jī)、汽車無(wú)線中央閉鎖裝置等。工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)用頻率頻率范圍應(yīng)用范圍6.765～6.795M工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)用頻率頻率范圍應(yīng)用范圍868～870MHz該頻段在歐洲允許短距離設(shè)備使用，因而也可以作為RFID頻率使用。888～889MHz、902～928MHz在美國(guó)和澳大利亞該頻率范圍被反向散射RFID系統(tǒng)使用。這個(gè)頻率范圍在歐洲還沒(méi)有提供ISM應(yīng)用。2.400～2.4835GHz這個(gè)頻率范圍適合反向散射

RFID系統(tǒng)，除此之外，該頻段的典型

ISM應(yīng)用還有藍(lán)牙和802.11協(xié)議的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等。5.725～5.875GHz反向散射RFID系統(tǒng)，可以用于高速公路RFID系統(tǒng)，還可用于大門啟閉（在商店或百貨公司）系統(tǒng)。24.00～24.25GHz主要用于移動(dòng)信號(hào)傳感器，也用于傳輸數(shù)據(jù)的無(wú)線電定向系統(tǒng)。135kHz以下被各種無(wú)線電服務(wù)大量使用。工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)用頻率頻率范圍應(yīng)用范圍868～870MHz該頻三、RFID使用的頻段RFID系統(tǒng)在讀寫器和電子標(biāo)簽之間通過(guò)射頻無(wú)線信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象，并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。讀寫器和電子標(biāo)簽之間射頻信號(hào)的傳輸主要有兩種方式，一種是電感耦合方式，一種是電磁反向散射方式，這兩種方式采用的頻率不同，工作原理也不同。三、RFID使用的頻段RFID系統(tǒng)在讀寫器和電子標(biāo)簽之間通過(guò)電感耦合方式在電感耦合方式的RFID系統(tǒng)中，電子標(biāo)簽一般為無(wú)源標(biāo)簽，其工作能量是通過(guò)電感耦合方式從讀寫器天線的近場(chǎng)中獲得的電子標(biāo)簽與讀寫器之間傳送數(shù)據(jù)時(shí)，電子標(biāo)簽需要位于讀寫器附近，通信和能量傳輸由讀寫器和電子標(biāo)簽諧振電路的電感耦合來(lái)實(shí)現(xiàn)。在這種方式中，讀寫器和電子標(biāo)簽的天線是線圈，讀寫器的線圈在它周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，當(dāng)電子標(biāo)簽通過(guò)時(shí)，電子標(biāo)簽線圈上會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，整流后可為電子標(biāo)簽上的微型芯片供電，使電子標(biāo)簽開(kāi)始工作。RFID電感耦合方式中，讀寫器線圈和電子標(biāo)簽線圈的電感耦合如圖3.1所示。電感耦合方式在電感耦合方式的RFID系統(tǒng)中，電子標(biāo)簽一般為無(wú)電感耦合方式圖3.1讀寫器線圈和電子標(biāo)簽線圈的電感耦合電感耦合方式圖3.1讀寫器線圈和電子標(biāo)簽線圈的電感耦合電感耦合方式現(xiàn)在電感耦合方式的RFID系統(tǒng)，一般采用低頻和高頻頻率，典型的頻率為125kHz、135kHz、6.78MHz、13.56MHz和27.125MHz。電感耦合方式現(xiàn)在電感耦合方式的RFID系統(tǒng)，一般采用低頻和高電感耦合方式低頻頻段的RFID系統(tǒng)最常用的工作頻率為125kHz。該頻段RFID系統(tǒng)的工作特性如下：工作頻率不受無(wú)線電頻率管制約束；閱讀距離一般情況下小于1m；有較高的電感耦合功率可供電子標(biāo)簽使用；無(wú)線信號(hào)可以穿透水、有機(jī)組織和木材等；電感耦合方式低頻頻段的RFID系統(tǒng)最常用的工作頻率為125k電感耦合方式低頻頻段的RFID系統(tǒng)非常適合近距離、低速度、數(shù)據(jù)量要求較少的識(shí)別應(yīng)用。典型應(yīng)用為動(dòng)物識(shí)別、容器識(shí)別、工具識(shí)別、電子閉鎖防盜等。電感耦合方式低頻頻段的RFID系統(tǒng)非常適合近距離、低速度、數(shù)電感耦合方式高頻頻段的RFID系統(tǒng)最典型的工作頻率為13.56MHz。該頻段RFID系統(tǒng)的工作特性如下：數(shù)據(jù)傳輸快，典型值為106kbit/s；高時(shí)鐘頻率，可實(shí)現(xiàn)密碼功能或使用微處理器；電感耦合方式高頻頻段的RFID系統(tǒng)最典型的工作頻率為13.5電感耦合方式高頻頻段的電子標(biāo)簽是實(shí)際應(yīng)用中使用量最大的電子標(biāo)簽之一。該頻段的典型應(yīng)用包括電子車票、電子身份證、電子遙控門鎖控制器等；相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)有ISO14443、ISO15693和ISO18000-3等；電子標(biāo)簽一般制成標(biāo)準(zhǔn)卡片形狀。電感耦合方式高頻頻段的電子標(biāo)簽是實(shí)際應(yīng)用中使用量最大的電子標(biāo)電磁反向散射方式電磁反向散射的RFID系統(tǒng)，采用雷達(dá)原理模型，發(fā)射出去的電磁波碰到目標(biāo)后反射，同時(shí)攜帶回目標(biāo)的信息。微波電子標(biāo)簽分為有源標(biāo)簽與無(wú)源標(biāo)簽兩類。電磁反向散射方式電磁反向散射的RFID系統(tǒng)，采用雷達(dá)原理模型電磁反向散射方式該方式RFID系統(tǒng)的閱讀距離一般大于1m，典型情況為4～7m，最大可達(dá)10m以上。讀寫器天線一般為定向天線，只有在讀寫器天線定向波束范圍內(nèi)的電子標(biāo)簽可以被讀寫。該方式讀寫器天線和電子標(biāo)簽天線的電磁輻射如圖3.2所示。電磁反向散射方式該方式RFID系統(tǒng)的閱讀距離一般大于1m，典圖3.2讀寫器天線和電子標(biāo)簽之間的電磁輻射圖3.2讀寫器天線和電子標(biāo)簽之間的電磁輻射電磁反向散射方式該方式一般適合于微波頻段，典型的工作頻率有433MHz、800/900MHz、2.45GHz和5.8GHz，屬于遠(yuǎn)距離RFID系統(tǒng)。電磁反向散射方式該方式一般適合于微波頻段，典型的工作頻率有43.3微波通信一、微波通信定義微波通信是使用波長(zhǎng)在0.1毫米~1米(300MHz~3000GHz)之間的電磁波——微波進(jìn)行的通信。3.3微波通信一、微波通信定義二、微波的通信方式視距通信：由于微波的頻率極高，波長(zhǎng)又很短，其在空中的傳播特性與光波相近，也就是直線前進(jìn)，遇到阻擋就被反射或被阻斷。微波中繼通信（或微波接力通信）：由于地球曲面的影響以及空間傳輸?shù)膿p耗，每隔50公里左右，就需要設(shè)置中繼站，將電波放大轉(zhuǎn)發(fā)而延伸。二、微波的通信方式視距通信：由于微波的頻率極高，波長(zhǎng)又很短，三、微波站的設(shè)備包括天線、收發(fā)信機(jī)、調(diào)制器、多路復(fù)用設(shè)備以及電源設(shè)備、自動(dòng)控制設(shè)備等。三、微波站的設(shè)備包括天線、收發(fā)信機(jī)、調(diào)制器、多路復(fù)用設(shè)備以及四、微波通信的特性及其應(yīng)用微波通信由于其頻帶寬、容量大、可以用于各種電信業(yè)務(wù)的傳送，如電話、電報(bào)、數(shù)據(jù)、傳真以及彩色電視等均可通過(guò)微波電路傳輸。微波通信具有良好的抗災(zāi)性能，對(duì)水災(zāi)、風(fēng)災(zāi)以及地震等自然災(zāi)害，微波通信一般都不受影響。但微波經(jīng)空中傳送，易受干擾，在同一微波電路上不能使用相同頻率于同一方向，因此微波電路必須在無(wú)線電管理部門的嚴(yán)格管理之下進(jìn)行建設(shè)。此外由于微波直線傳播的特性，在電波波束方向上，不能有高樓阻擋，因此城市規(guī)劃部門要考慮城市空間微波通道的規(guī)劃，使之不受高樓的阻隔而影響通信。四、微波通信的特性及其應(yīng)用3.4近距離無(wú)線通信技術(shù)概覽一、近距離無(wú)線通信技術(shù)的概念近距離無(wú)線通信技術(shù)的范圍很廣，在一般意義上，只要通信收發(fā)雙方通過(guò)無(wú)線電波傳輸信息，并且傳輸距離限制在較短的范圍內(nèi)，通常是幾十米以內(nèi)，就可以稱為近（短）距離無(wú)線通信。近距離無(wú)線通信技術(shù)的三個(gè)重要特征和優(yōu)勢(shì)是低成本、低功耗和對(duì)等通信。3.4近距離無(wú)線通信技術(shù)概覽一、近距離無(wú)線通信技術(shù)的概念二、近距離無(wú)線通信分類高速近距離無(wú)線通信最高數(shù)據(jù)速率＞100Mbit/s，通信距離＜10m，典型技術(shù)有高速超寬帶（UWB）；低速近距離無(wú)線通信的最低數(shù)據(jù)速率＜1Mbit/s，通信距離＜100m，典型技術(shù)有Zigbee、Bluetooth等。二、近距離無(wú)線通信分類高速近距離無(wú)線通信最高數(shù)據(jù)速率＞100三、近距離無(wú)線通信技術(shù)目前，比較受關(guān)注的近距離無(wú)線通信技術(shù)包括藍(lán)牙、802.11（Wi-Fi）、ZigBee、紅外（IrDA）、超寬帶（UWB）、近距場(chǎng)無(wú)線通信（NearFieldCommunication，NFC）等。三、近距離無(wú)線通信技術(shù)目前，比較受關(guān)注的近距離無(wú)線通信技術(shù)包藍(lán)牙藍(lán)牙（Bluetooth）是一種無(wú)線數(shù)據(jù)與語(yǔ)音通信的開(kāi)放性全球規(guī)范，它以低成本的短距離無(wú)線連接為基礎(chǔ)，可為固定的或移動(dòng)的終端設(shè)備提供廉價(jià)的接入服務(wù)。其傳輸頻段為全球公眾通用的2.4GHzISM頻段，提供1Mbps的傳輸速率和10m的傳輸距離。藍(lán)牙藍(lán)牙（Bluetooth）是一種無(wú)線數(shù)據(jù)與語(yǔ)音通信的開(kāi)放藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn)全球范圍適用可同時(shí)傳輸語(yǔ)音和數(shù)據(jù)可建立臨時(shí)性的對(duì)等連接（Ad-hocConnection)良好的抗干擾能力藍(lán)牙模塊體積很小、便于集成低功耗開(kāi)放的接口標(biāo)準(zhǔn)成本低藍(lán)牙技術(shù)的特點(diǎn)全球范圍適用藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域替代線纜（CableReplacement）因特網(wǎng)橋（InternetBridge）臨時(shí)組網(wǎng)（AdHocNetwork）藍(lán)牙技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域替代線纜（CableReplacemen替代線纜點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（PointtoPoint）的替代線纜。

多個(gè)設(shè)備或外設(shè)在一個(gè)簡(jiǎn)單的“個(gè)人局域網(wǎng)”（PAN）內(nèi)建立通信連接。

替代線纜點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（PointtoPoint）的替代線纜。

因特網(wǎng)橋藍(lán)牙無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的軟件和硬件設(shè)施組成：藍(lán)牙接入點(diǎn)（BluetoothAccessPoint,BAP）本地網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器（LocalNetworkServer）網(wǎng)絡(luò)管理軟件（NetworkManagementSoftware）因特網(wǎng)橋藍(lán)牙無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的軟件和硬件設(shè)施組成：因特網(wǎng)橋圖3.3藍(lán)牙無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)因特網(wǎng)橋圖3.3藍(lán)牙無(wú)線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)因特網(wǎng)橋的應(yīng)用現(xiàn)狀在分布了多個(gè)藍(lán)牙接入點(diǎn)的商店，顧客可以利用帶有WAP、藍(lán)牙和Web瀏覽功能的移動(dòng)電話付款、結(jié)賬和瀏覽店內(nèi)提供的商品；在裝有基于藍(lán)牙的飯店客人服務(wù)系統(tǒng)的HolidayInn中，客人使用Ericsson的R520m具備藍(lán)牙功能的移動(dòng)電話就可以進(jìn)行入住登記和結(jié)賬服務(wù)，甚至可以用移動(dòng)電話打開(kāi)預(yù)定客房的房門。因特網(wǎng)橋的應(yīng)用現(xiàn)狀在分布了多個(gè)藍(lán)牙接入點(diǎn)的商店，顧客可以利用臨時(shí)組網(wǎng)AdHocNetwork是一個(gè)臨時(shí)組建的網(wǎng)絡(luò)，其中沒(méi)有固定的路由設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點(diǎn)都可以自由移動(dòng)，并以任意方式動(dòng)態(tài)連接（隨時(shí)都有節(jié)點(diǎn)加入或離開(kāi)），網(wǎng)絡(luò)中的一些節(jié)點(diǎn)客串路由器來(lái)發(fā)現(xiàn)和維持與網(wǎng)絡(luò)其他節(jié)點(diǎn)間的路由。AdHocNetwork應(yīng)用于緊急搜索和救援行動(dòng)中、會(huì)議和大會(huì)進(jìn)行中及參加人員希望快速共享信息的場(chǎng)合。臨時(shí)組網(wǎng)AdHocNetwork是一個(gè)臨時(shí)組建的網(wǎng)絡(luò)，其WibreeWibree，超低功耗藍(lán)牙無(wú)線技術(shù)，作為一種新的短距離無(wú)線通信技術(shù)，Wibree技術(shù)于2001年最先由諾基亞公司率先提出。2007年6月12日，藍(lán)牙SIG與Wibree論壇宣布Wibree并入藍(lán)牙。Wibree由于具有短距離、超低能耗、高數(shù)據(jù)傳輸率的特點(diǎn)，被廣泛認(rèn)為是新一代的藍(lán)牙技術(shù)，或者是藍(lán)牙技術(shù)的補(bǔ)充。WibreeWibree，超低功耗藍(lán)牙無(wú)線技術(shù)，作為一種新的Wi-FiWi-Fi（WirelessFidelity，無(wú)線高保真）的正式名稱是IEEE802.11b，與藍(lán)牙一樣，同屬于短距離無(wú)線通信技術(shù)。Wi-Fi速率最高可達(dá)11Mb/s，電波的覆蓋范圍可達(dá)100m左右。Wi-Fi技術(shù)未來(lái)最具潛力的應(yīng)用將主要在SOHO、家庭無(wú)線網(wǎng)絡(luò)以及不便安裝電纜的建筑物或場(chǎng)所。Wi-FiWi-Fi（WirelessFidelity，無(wú)WiGig(60GHz)WiGig（WirelessGigabit，無(wú)線千兆比特）是一種更快的短距離無(wú)線技術(shù)，和WirelessHD都使用60GHz的頻段，可用于在家中快速傳輸大型文件。WiGig的技術(shù)規(guī)范為WiGig1.0無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)，其相對(duì)于WirelessHD而言的優(yōu)勢(shì)在于：

WiGig1.0與Wi-Fi融合的優(yōu)勢(shì)WiGig1.0標(biāo)準(zhǔn)瞄準(zhǔn)多平臺(tái)應(yīng)用WiGig(60GHz)WiGig（WirelessGiIrDAIrDA是一種利用紅外線進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的技術(shù)，是第一個(gè)實(shí)現(xiàn)無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng)的技術(shù)。目前它的軟硬件技術(shù)都很成熟，在小型移動(dòng)設(shè)備，如PDA、手機(jī)上廣泛使用。IrDAIrDA是一種利用紅外線進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信的技術(shù)，是第一IrDAIrDA的主要優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需申請(qǐng)頻率的使用權(quán)，因而紅外通信成本低廉。并且還具有移動(dòng)通信所需的體積小、功耗低、連接方便、簡(jiǎn)單易用的特點(diǎn)。此外，紅外線發(fā)射角度較小，傳輸上安全性高。IrDA的不足在于它是一種視距傳輸，兩個(gè)相互通信的設(shè)備之間必須對(duì)準(zhǔn)，中間不能被其它物體阻隔，因而該技術(shù)只能用于2臺(tái)（非多臺(tái)）設(shè)備之間的連接。IrDAIrDA的主要優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需申請(qǐng)頻率的使用權(quán)，因而紅外通ZigBeeZigBee主要應(yīng)用在短距離范圍之內(nèi)并且數(shù)據(jù)傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間。ZigBee技術(shù)特點(diǎn)：數(shù)據(jù)傳輸速率低功耗低成本低網(wǎng)絡(luò)容量大有效范圍小工作頻段靈活ZigBeeZigBee主要應(yīng)用在短距離范圍之內(nèi)并且數(shù)據(jù)傳輸NFCNFC（NearFieldCommunication，近距離無(wú)線傳輸）是由Philips、NOKIA和Sony主推的一種類似于RFID(非接觸式射頻識(shí)別)的短距離無(wú)線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。和RFID不同，NFC采用了雙向的識(shí)別和連接。工作頻率13.56MHz，工作距離20cm距離以內(nèi)。NFCNFC（NearFieldCommunicatioNFC的三種應(yīng)用類型設(shè)備連接。除了無(wú)線局域網(wǎng)，NFC也可以簡(jiǎn)化藍(lán)牙連接。比如，手提電腦用戶如果想在機(jī)場(chǎng)上網(wǎng)，他只需要走近一個(gè)Wi-Fi熱點(diǎn)即可實(shí)現(xiàn)。實(shí)時(shí)預(yù)定。比如，海報(bào)或展覽信息背后貼有特定芯片，利用含NFC協(xié)議的手機(jī)或PDA，便能取得詳細(xì)信息，或是立即聯(lián)機(jī)使用信用卡進(jìn)行票卷購(gòu)買。而且，這些芯片無(wú)需獨(dú)立的能源。移動(dòng)商務(wù)。飛利浦Mifare技術(shù)支持了世界上幾個(gè)大型交通系統(tǒng)及在銀行業(yè)為客戶提供Visa卡等各種服務(wù)。索尼的FeliCa非接觸智能卡技術(shù)產(chǎn)品在中國(guó)香港及深圳、新加坡、日本的市場(chǎng)占有率非常高，主要應(yīng)用在交通及金融機(jī)構(gòu)。NFC的三種應(yīng)用類型設(shè)備連接。除了無(wú)線局域網(wǎng)，NFC也可以簡(jiǎn)UWB超寬帶（UltraWideband,UWB）技術(shù)是一種無(wú)線載波通信技術(shù)，它不采用正弦載波，而是利用納秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，因此其所占的頻譜范圍很寬。UWB主要應(yīng)用在小范圍、高分辨率、能夠穿透墻壁、地面和身體的雷達(dá)和圖像系統(tǒng)中。UWB最具特色的應(yīng)用將是視頻消費(fèi)娛樂(lè)方面的無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng)（WPANs）。UWB超寬帶（UltraWideband,UWB）技術(shù)是Z-WaveZ-Wave是一種新興的基于射頻的、低成本、低功耗、高可靠、適于網(wǎng)絡(luò)的短距離無(wú)線通信技術(shù)