基于通信网络的蓝牙技术、ZigBee技术、RFID技术、LIFI技术介绍

自进入21世纪以来，通信行业取得了飞速发展。人们对大带宽、高速率、低时延通信网络的期待值越来越高。以视频、音频、图像为主流的多媒体形式内容逐渐成为了流媒体的主要部分，频谱资源和通信容量之间的矛盾日益凸显。由于频谱资源有限，以及通信建设成本方面的限制，低成本的短距离无线通信技术逐渐在一些场景应用上凸显出自身优势，以蓝牙、Zigbee、RFID为代表的短距离无线通信技术应运而生，并得到了广泛的市场化应用。

提起无线传输，很容易会想到蓝牙，像蓝牙耳机、蓝牙音箱、蓝牙传输文件等等都是生活中十分常见的产品和应用。在过去的十年里，蓝牙技术凭借轻易便捷的优势，早已十分贴近我们的生活。

蓝牙技术最初由国际电信巨头爱立信公司于1994年所创制，是一种无线技术标准，主要用于实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换，使用的是2．4至2．485GHz的ISM波段的UHF无线电波。因工作原理上的原因，蓝牙技术可以同时实现多个设备间的连接，克服了数据同步的难题。

从原理上讲，蓝牙是基于数据包、有着主从架构的通信协议，使用的是跳频技术。具体一点来讲，就是将传输的数据分割成许多数据包，通过79个指定的蓝牙频道分别进行数据包传输，蓝牙主设备最多可以同时和7个通讯设备进行有效链接。

目前，蓝牙技术已经经过了多次迭代升级，从1．2版本的数据率仅为1Mbits／s，到4．0版本可以实现的数据率达到24Mbits／s，传输速率得到了极大的提升。目前，WIFI技术的兴起对蓝牙技术造成了一定的冲击。不过在许多方面WIFI和蓝牙是互补关系，WIFI通常以接入点为中心，通过接入点与路由网络形成非对称的客户机－服务器连接，而蓝牙通常是两个蓝牙设备间的对称连接。WIFi主要是用于替代工作场所一般局域网接入中使用的高速线缆，而蓝牙主要是用于便携式设备及其应用，两者间的区别非常明显。

ZigBee技术是基于IEEE802．15．4标准（2．4Ghz频段）的低功耗局域网协议，是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要应用在距离短、功耗低、传输速率不高的电子设备间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。

ZigBee是一种高可靠的无线数传网络，类似于CDMA和GSM网络，ZigBee数传模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准的75m到几百米、几公里，并且支持无限扩展。ZigBee的优势在于自组网能力，最多支持 65000个设备组网，安全性很高，在智能家居方面具有很强的潜在优势。

在蓝牙技术的使用过程中，人们发现蓝牙技术尽管有许多优点，但仍存在不少缺陷。对工业，家庭自动化控制和工业遥测遥控领域而言，蓝牙技术过于复杂，功耗过大，通信距离过近，组网规模太小。除了这些应用上的缺陷外，蓝牙售价过高也是其在工业领域无法占领市场的原因之一，正是在这种情况下，ZigBee技术渐渐赢得了这些领域很大部分市场。

ZigBee现在处于发展比较成熟的阶段，由于飞利浦、欧司朗等国际巨头的大力推动，被越来越多的主流厂商加入了ZigBee阵营。

RFID技术，又被称为无线射频识别，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。射频一般采用微波，频率在1GHz到100GHz之间，适用于短距离识别通信。

将无线电信号调制成无线电频率的电磁场，将数据从物品上的标签上传送出去，进而实现自动辨识与追踪该物品。某些标签在识别时从识别器中发出的电磁场中就能得到能量，不需要使用电池；有的标签自身便拥有电源，并且能够主动发出无线电波。标签之中包含了电子存储的信息，数米之内都可以成功识别。与条形码大不相同的是，射频标签不需要处在识别器视线之内，也可以嵌入被追踪的物体之内。

随着近些年来，物联网技术的快速崛起，RFID技术开始获得更高程度的关注，被视为构建“物联网”的关键技术之一。其实，RFID技术已经拥有70多年的历史，最早源于英国，作为军事技术在二战中被英国广泛使用。而到了上世纪六十年代，这项技术开始快速商业化。

虽然对大众们而言，RFID技术听起来有些陌生，不过，其实这种技术早已深入到了我们的日常生活中，甚至每天都在使用。比如，无源RFID产品公交卡、食堂餐卡、银行卡、二代身份证等卡类产品，这些都属于近距离接触式识别的范畴。而有源RFID产品在近几年的时间里，也在逐渐渗透到我们的日常生活之中，比如在智能停车场、智能交通、智慧城市、智能医院、物联网等众多领域的应用。

LIFI技术又称为可见光通信技术，通过给LED灯加装微芯片使其高速闪烁，然后利用光源发出的高频明暗闪烁信号来传输信息，这一技术由德国物理学家HaraldHass教授发明，并于2011年在一次公开演讲中首次将其称为：LIFI技术。

利用LED发出人眼无法看到的高频明暗闪烁信号来传递信息，LED灯光每秒可实现数百万次级的闪烁，通过将二进制数据被快速编码成灯光信号进行传输，在接收端通过光敏传感器来接收信号，这就是LIFI技术实现的大体过程。

与传统射频通信技术相比，LIFI拥有众多优点，由于LED灯使用广泛，它们都可以作为基站，这使得LIFI 拥有实现大规模应用的基础。除此之外，LIFI还拥有高速率、宽频谱等核心优势，能够有效缓解全球无线频谱资源短缺的现状。不过，由于LED灯光无法穿墙，容易被遮挡，这大大限制了其施展空间。

LIFI技术十分适合用在办公室和家中，只要开了灯就能实现高速网络连接。同时，也十分适合在智能交通上使用，通过这项技术，交通指示灯实时发送路况信息。

总结：从应用需求端出发，蓝牙、ZigBee、RFID、LIFI这四种无线通信方式均有着自己的精准定位，并且在各自擅长的应用领域里得到了广泛应用。也许，我们并不了解这些技术，却早已习惯了享受这些技术带来的便捷。说起技术改变生活，也许就应该像它们这样润物细无声。