移动支付2.4 GHz频段Zigaee、蓝牙及WiFi三标准比较

摘要
　　为了满足人们对无线通信技术的需求，现对工作于2.4 GHz(ISM)频段常用的短距离无线通信中ZigBee、蓝牙(Bluetooth)、WiFi三者的技术优势、缺点及总的市场趋势做了详细分析，证明它们的关系是既互为补充又相互竞争的。

　　目前，各类网络中最具增长潜力的就是无线网络。生活中最常见的无线通信技术就是家庭中用到的电视机、空调遥控开关，它采用了点对点的红外技术，最大的不足在于它是一种视距离传输，2个互相通信的设备之间必须对准，中间不能让其他物体阻隔，因而该技术只能用于2台设备之间的连接，不能满足多台设备互联、组网的要求。
   
　　现在许多机构会选择采用无线局域网(WLAN)来拓展他们现有的网络，获得在机构区域内部移动接入网络的能力。要不通过电缆，摆脱物理连接上的限制，使设备互联起来就需要采用无线通信方式。目前常用的无线网络标准最流行的3个是ZigBee、蓝牙(Bluetooth)和WiFi。

1 Zigaee

1．1 ZigBee简介

　　Zigbee是IEEE 802．15．4协议的代名词，这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。

　　其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。
　　
1．2 ZigBee技术优势及不足

　　ZigBee技术优势主要包括以下几个方面：
   
　　低功耗 
   
　　两节五号电池支持长达六个月到两年左右的使用时间，然而Bluetooth仅能工作数周，WiFi只可工作数小时。
   
　　低成本
   
　　ZigBee数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本，且免收专利费。
   
　　可靠
   
　　采用了碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突；节点模块之间具有自动动态组网的功能，信息在整个ZigBee网络中通过自动路由的方式进行传输，从而保证了信息传输的可靠性。
   
　　网络容量大 
   
　　ZigBee具有大规模的组网能力，每个网络达60 000个节点。
   
　　安全保密 
   
　　ZigBee提供了一套基于128位AES算法的安全类和软件，并集成了IEEE 802.15.4的安全元素。
   
　　工作频段灵活 
   
　　使用频段为2．4 GHz，868 MHz及915 MHz，均为免执照频段。
   
 　　同时ZigBee也存在着一些不足：
   
　　传输范围小 
   
　　在不使用功率放大器的前提下，ZigBee节点的有效传输范围一般为10～75 m，仅能覆盖普通的家庭和办公场所。
   
　　数据传输速率低 
   
　　在2．4 GHz的频段也只有250 Kb/s，而且这只是链路上的速率，除掉帧头开销、信道竞争、应答和重传，真正能被应用所利用的速率可能不足100 Kb/s，并且这余下的速率也可能要被邻近多个节点和同一个节点的多个应用所瓜分。
   
　　时延不易确定 
   
　　由于ZigBee采用随机接入MAC层，且不支持时分复用的信道接入方式，因此不能很好地支持一些实时的业务，而且由于发送冲突和多跳，使得时延变成一个不易确定的因素。

1．3 ZigBee应用项目
   
　　近日获悉，赫立讯科技(北京)有限公司8年自主研发技术的ZigBee无线定位系统，已成功应用在最具“人情味”的北京地铁4号线大兴线隧道工程项目中。
   
　　本项目中“地铁隧道工程安全预警系统”共安装有：ZigBee工地安全基站21个和50张ZigBee人员识别卡。开创了以ZigBee物联网新技术为核心的“地铁隧道工程安全预警系统”，这是为工程和人员安全保驾护航的最新应用。

2 蓝牙(Bluetooth)

2．1 蓝牙简介

　　蓝牙技术最初由爱立信创制。1999年5月20日，索尼爱立信、IBM、英特尔、诺基亚及东芝等业界龙头创立蓝牙特别兴趣组，制订蓝牙技术标准。1998年，爱立信公司希望无线通信技术能统一标准而取名“蓝牙”。
   
　　蓝牙(Bluetooth)技术致力于在10～100 m的空间内使所有支持该技术的移动或非移动设备可以方便地建立网络联系、进行话音和数据通信。

2．2 蓝牙发展趋势
   
　　蓝牙技术联盟(Bluetooth Special Interest Group，SIG)日前宣布正式采纳蓝牙规格4．0版本，并启动对应的认证计划。在3．0+HS版本标准加入高速传输技术的基础上，4．0版本又加入了之前诺基亚力推的Wibree低功耗传输技术。
   
　　至此，蓝牙已经不是当初大家熟悉的只适用于WPAN的“蓝牙”了。而是集IEEE 802．15．1传统蓝牙，IEEE 802．11物理层和MAC层以及Wibree标准的“三合一”的蓝牙。