物联网应用下的短距离无线通信技术研究论文_刘志强

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摘要:在信息技术的发展推动下,移动通信设备和电子产品实现了普及和应用,人们对电子设备的需求与日俱增。短距离通信技术作为物联网体系的重要组成部分,自然受到了人们的关注。本文对物联网应用下的短距离无线通信技术进行研究,阐述其概念、优势和实际应用,希望对加深人们对该技术的了解有所帮助。

关键词:物联网;短距离;无线通信技术

引言:在信息化时代下,为满足人们的通信需要,一种短距离无线通信技术被研发出来,并取得了良好的应用效果。这种技术具有工作领域小,利用无线电波进行双向交流的特点。克服了传统通信技术的缺点,减少了对线路的依靠。因此,对物联网应用下的短距离无线通信技术进行研究,具有十分重要的意义。

一、短距离无线通信技术概述

(一)基本概念

所谓的短距离无线通信技术是指一种可以在100m范围之内进行无线通信的技术。短距离无线通信技术由多种技术构成,将目前生活工作中常用的计算机网络技术、无线通信技术以及半导体传播技术结合为一个整体,就形成了这项技术。短距离无线通信技术与传统通信技术相比,具有非常高的数据传输效率,因此,该技术也被称之为高速短距离无线通信技术。在短距离无线通信技术基础上,形成的无线通信系统,其组成同样为三个部分,本文以移动电话为例,分别为天线、收信器和发信器。其中发信器可以将信号放大,能够实现音频信号的调控和变频,然后信号会传输到天线,天线的作用就是将电信号转化为电磁波,以便于收信器接收。收信器在接收到电磁信号后,会对其中无用的信号以及噪声进行过滤,然后通过解调,分离传播信息,从而获取最原始的音频信号。在经过放大输出口,短距离无线通信方可实现。短距离无线通信的过程如图1所示[1]。

图1短距离无线通信流程

(二)短距离无线通信技术的特点

短距离无线技术与我们的日常生活息息相关,其普及和应用,便捷了人们的生活,提高了人们的生活质量,促进了人们的发展,该技术已经成为主流的通信方式,其地位难以撼动。短距离无线通信技术具有以下方面的特点:(1)短距离通信技术无需使用线路连接,只需使用电子设备即可完成信息的交换和传输,提高了信息传输的便捷性;(2)该技术具备加密功能,有助于人们在使用过程中,对数据进行加密处理,继而使人们的隐私得到保证。

二、主要短距离无线通信技术及应用

(一)蓝牙

蓝牙是目前最为常用的短距离无线通信技术,有关这项短距离无线通信技术的研究,早在上世纪90年代就已经开始。蓝牙的工作频率为2.4GHZ,其信息传输范围大约为10m,在蓝牙有效传输范围内,手机、打印机和计算机等电子设备均可利用蓝牙连接至互联网,其速度非常之快,可以达到1M/S,并且操作十分便捷,使用成本和能耗几乎可以忽略不计。近些年,对蓝牙技术的研究逐渐加深,蓝牙已经成为了智能手机和笔记本电脑的常规功能,并且一些基于蓝牙技术的设备也不断涌现,例如:蓝牙耳机、运动手环等等,这些设备的应用,丰富了人们的生活。

(二)紫蜂

紫蜂与蓝牙一样,都属于短距离无线通信技术,我们可以将该技术的数据传输模块,视作移动网络基站,可以实现长距离数据的无线传输,同时可以为无线拓展提供支持。

网状网是紫蜂网络的常见结构,因而,该技术具有多道通信的功能,如果某一通道出现问题,那么数据信息的传输并不会受到过多的影响,将该技术应用于工业生产制造中,取得的效果十分显著。

紫蜂的数据传输路径还具有动态化的特点,利用该技术传输数据,其数据传输路径无需提前设定,只需在数据传输之前,搜索网络当前情况和分析远近位置关系,选择各条通信路径中最高效的一条即可,以此来保证数据传输的效率。因此,在工业生产中应用该技术,可以避免数据传输路径中断,对生产造成的影响。这种短距离无线通信技术的适用领域包括计算机外设、医疗设备、楼宇自动化以及其他方面的传感网络。

(三)超频宽带技术

这种短距离无线通信技术的发展历史十分悠久,美国首先对超频宽带这一名称进行了采用,并对该技术做出以下方面的界定:如果信号在-20dB处的宽带高于15GHz以及相对宽带高于26%,那么这个宽带信号就属于超宽带。该技术具有以下方面的特点:

(1)较高的传输速率和空间容量。通过查阅相关资料得知,超频宽带技术在不出现错误的基础上,其传输速率可以用公式c=B×log2(1+SNR)表示。在该公式中,信道宽带由B表示,而信噪比由SNR表示。在超频宽带系统之中,信道带宽B介于500MHz-8GHz之间。所在在SNR较低的条件下,超频宽带系统的传输速率也十分惊人,甚至可以达到Gb/s的速度。)

(2)契合于短距离通信的要求。由于超频宽带技术属于短距离无线传输技术的一种,在该系统中,可用于辐射的功率也相对偏小。与窄带系统相比,其信号功率会在传输距离的增加时,呈现出不断衰减的态势。因此,我们可以使用传输距离函数对接收信噪比进行表示。结合仙农公式,我们可以使用下述公式,对信道容量的距离进行反映。

C(d)=B×log2[1+SNRr(d)];

(四)短距离无线通信技术的实际应用

通过上述分析得知,短距离无线通信技术与传统通信技术相比,存在诸多的优势,尤其是在物联网时代下,将其应用于物联网领域,可以取得良好的应用效果。具体表现在以下方面:(1)蓝牙技术在智能家居中的应用。蓝牙技术具有低成本,低功耗、以及兼容性和可靠性高的特点,且在有效传输范围内,其传输速率可以得到保证。而智能家居作为物联网技术发展延伸的产物,其应用可以提升人们的居住质量。而蓝牙技术的出现和使用,为智能家居的实现,创造了有利的条件。蓝牙技术可以被应用于家庭环境控制之中,智能家居的基本功能就是对家庭环境进行控制,具体表现为控制空气质量、家用电器等,居民可以利用蓝牙技术,实现对各种家居设备的远程和自动化控制,这样一来,用户的生活质量会得以有效提升。(2)紫蜂技术在智能冰箱食品管理中的应用,目前,一种基于紫蜂技术的智能冰箱已经被研发出来,且成为了智能家居的重要组成部分。紫蜂技术可以对冰箱中的食品和感应器进行定位,然后识别食品的相关信息,并对食品的标签变化情况进行检测,在食品接近保质期时,冰箱会将这类食品的信息上传到用户的手机,这样一来,用户就可以及时对这些食品进行处理[2]。

结论:综上所述,在物联网应用下,短距离无线通信技术实现了快速的发展,将其应用于日常生活之中,可以为人们的生活提供便利,有利于提高人们的生活质量。本文通过对几种常见短距离无线通信技术的原理、特点和应用进行分析,希望能够促进我国短距离通信技术的发展。

参考文献:

[1]张秩惟,刘菁.物联网应用下的短距离无线通信技术[J].中国新通信,2018,20(20):107.

[2]李宁.物联网应用下的短距离无线通信技术[J].信息与电脑(理论版),2015(21):79+83.

论文作者:刘志强

论文发表刊物:《科技新时代》2019年6期

论文发表时间:2019/8/16

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