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      2.4GHZ無線技術

      發表時間:2017-12-05 11:29:39

      2.4GHz無線技術,是一種短距離無線傳輸技術,供開源使用。2.4GHz所指的是一個工作頻段,2.4GHz ISM(Industry Science Medicine)是全世界公開通用使用的無線頻段,藍牙技術即工作在這一頻段,在2.4GHz頻段下工作可以獲得更大的使用范圍和更強的抗干擾能力,目前廣泛應用于家用及商用領域。適用范圍廣,它是一個全球性的頻段,開發的產品具有全球通用性,各種無線產品均可使用此頻段,目前廣泛用于無線建設及無線寬帶路由器等室內場合。
      帶寬高,它整體的頻寬勝于其他ISM頻段,這就提高了整體數據傳輸速率,允許系統共存,允許雙向傳輸,且抗干擾性強,傳輸距離遠(短距離無線技術范圍)。
      耗電低,2.4GHz無線電和天線的體積相當小,產品體積也更小,從而使芯片更集中,減少耗電。因2.4GHz

      技術標準/2.4GHz無線技術

      某公司的第一代人員區域管理系統采用

      2.4GHz

      頻段,而第二代產品則改用

      433MHz

      頻段。放棄

      2.4GHz

      頻段的適合主要原因是信號弱,傳輸距離短,易出

      現漏卡。

       

      2

      、信號傳輸距離:

       

      下式為無線信號在空氣中傳輸時的損耗計算公式:

       

      Los = 32.44 + 20lg d(Km) + 20lg f(MHz) 

       

      Los 

      是傳輸損耗,單位為

      dB 

       

      d

      是距離,單位是

      Km 

      ;

       

      f

      是工作頻率,單位是

      MHz 

      可見,

      傳輸損耗與頻率成正比,

      即頻率越高傳輸損耗越大;

      或者說在同樣傳

      輸損耗情況下,傳輸距離與頻率成反比,即頻率越高,傳輸距離越短。

       

      目前的

      2.4G

      設備信號傳輸距離短(一般

      10

      30

      米,可靠通訊距離

      10

      米)

      ,

      傳輸過程衰減大,信號穿透、繞射能力弱,信號易被物體遮擋;

       

      433M

      信號強,傳輸距離長,穿透、繞射能力強,傳輸過程衰減較小。

       

      3

      、傳輸速率:

       

      2.4G

      數據傳輸速率較高(

      250kbps

      ,

      433M

      速率較低(

      100kbps

      。傳輸速率

      將直接影響閱讀器的適合大容量,也會帶來信號沖突的問題。

      2.4G

      在這個方面表

      現得比較優越。但是,目前個廠家設計的射頻卡工作過程類似一個射頻卡一般

      1

      5

      秒才發送一次數據,每次也只需要發送幾個字節。每次發送數據所需時間

      1ms

      左右,其他時間射頻卡均處于休眠狀態以減少電池消耗。由此可見,射

      頻卡發送數據只使用了全部帶寬的幾千分之一。

      也就是說數據量不是很大的應用

      環境,

      433MHz

      2.4GHz

      的傳輸速度都是綽綽有余。

       

      4

      、一般廠家所提供的信號傳輸距離都是在地面空曠地帶條件下的理想通訊距

      離,

      但由于有些應用環境非常復雜,

      再加上人員、

      車輛的遮擋和設備的干擾,

      特別是

      2.4G

      信號,其本來傳輸距離就短,再加上信號穿透能力差、傳輸衰減

      大,其信號在傳輸的實際有效距離會大大縮短,在有些情況下信號會變得很

      弱,甚至收不到信號。

       

      5

      、

      433MHz

      下的通訊速率已經完全可以滿足

      200

      (

      理想環境下,

      2.4G

      可以更多

      )

      卡的并發識別數量,能適應大多數的應用環境。

       

      6

      、影響漏卡率的關鍵因素是信號強度而不是傳輸速率,如果信號很弱甚至收不

      到信號,那么速率再高也沒有用。確保收到信號才是根本。對于

      2.4GHz

      樣的設備,因為遮擋和距離對其信號影響很大,在很多情況下會出現某些卡

      的信號收不到,進而導致漏卡。

       

      7

      、解決漏卡問題的關鍵是提高分站信號覆蓋范圍,確保分站能收到每個射頻卡

      的信號并有足夠的讀卡時間。

       

      8

      、由于

      2.4G

      通訊距離短

      (加放大器提高功率則要大幅度提高功耗,

      對射頻卡來

      某公司的第一代人員區域管理系統采用

      2.4GHz

      頻段,而第二代產品則改用

      433MHz

      頻段。放棄

      2.4GHz

      頻段的適合主要原因是信號弱,傳輸距離短,易出

      現漏卡。

       

      2

      、信號傳輸距離:

       

      下式為無線信號在空氣中傳輸時的損耗計算公式:

       

      Los = 32.44 + 20lg d(Km) + 20lg f(MHz) 

       

      Los 

      是傳輸損耗,單位為

      dB 

       

      d

      是距離,單位是

      Km 

      ;

       

      f

      是工作頻率,單位是

      MHz 

      可見,

      傳輸損耗與頻率成正比,

      即頻率越高傳輸損耗越大;

      或者說在同樣傳

      輸損耗情況下,傳輸距離與頻率成反比,即頻率越高,傳輸距離越短。

       

      目前的

      2.4G

      設備信號傳輸距離短(一般

      10

      30

      米,可靠通訊距離

      10

      米)

      ,

      傳輸過程衰減大,信號穿透、繞射能力弱,信號易被物體遮擋;

       

      433M

      信號強,傳輸距離長,穿透、繞射能力強,傳輸過程衰減較小。

       

      3

      、傳輸速率:

       

      2.4G

      數據傳輸速率較高(

      250kbps

      ,

      433M

      速率較低(

      100kbps

      。傳輸速率

      將直接影響閱讀器的適合大容量,也會帶來信號沖突的問題。

      2.4G

      在這個方面表

      現得比較優越。但是,目前個廠家設計的射頻卡工作過程類似一個射頻卡一般

      1

      5

      秒才發送一次數據,每次也只需要發送幾個字節。每次發送數據所需時間

      1ms

      左右,其他時間射頻卡均處于休眠狀態以減少電池消耗。由此可見,射

      頻卡發送數據只使用了全部帶寬的幾千分之一。

      也就是說數據量不是很大的應用

      環境,

      433MHz

      2.4GHz

      的傳輸速度都是綽綽有余。

       

      4

      、一般廠家所提供的信號傳輸距離都是在地面空曠地帶條件下的理想通訊距

      離,

      但由于有些應用環境非常復雜,

      再加上人員、

      車輛的遮擋和設備的干擾,

      特別是

      2.4G

      信號,其本來傳輸距離就短,再加上信號穿透能力差、傳輸衰減

      大,其信號在傳輸的實際有效距離會大大縮短,在有些情況下信號會變得很

      弱,甚至收不到信號。

       

      5

      、

      433MHz

      下的通訊速率已經完全可以滿足

      200

      (

      理想環境下,

      2.4G

      可以更多

      )

      卡的并發識別數量,能適應大多數的應用環境。

       

      6

      、影響漏卡率的關鍵因素是信號強度而不是傳輸速率,如果信號很弱甚至收不

      到信號,那么速率再高也沒有用。確保收到信號才是根本。對于

      2.4GHz

      樣的設備,因為遮擋和距離對其信號影響很大,在很多情況下會出現某些卡

      的信號收不到,進而導致漏卡。

       

      7

      、解決漏卡問題的關鍵是提高分站信號覆蓋范圍,確保分站能收到每個射頻卡

      的信號并有足夠的讀卡時間。

       

      8

      、由于

      2.4G

      通訊距離短

      (加放大器提高功率則要大幅度提高功耗,

      對射頻卡來

      ZigBee/IEEE 802.15.4
      ZigBee技術是一項新興的短距離無線通信技術,主要面向的應用領域是低速率無線個人區域網(LRWPAN,Low Rate Wireless Personal Area Network),典型特征是近距離、低功耗、低成本、低傳輸速率,主要適用于自動控制以及遠程控制領域,目的是為了滿足小型廉價設備的無線聯網和控制

      2.4GHz頻段是全球通用頻段,868MHz和915MHz則是用于美國和歐洲的ISM頻段,這兩個頻段的引入避免了2.4GHz 附近各種無線通信設備的相互干擾。
      Wi-Fi/IEEE 802.11a/b/g/n
      Wi-Fi 即無線局域網,工作在2.4GHz頻段,用于學校、商業等辦公區域的無線連接技術,傳輸速率可達54Mbit/s,工作距離100m,采用直接序列擴頻(DSSS)的方式。采用Wi-Fi的主要推動因素是數據吞吐量,Wi-Fi一般用來將計算機及無線設備與本地局域網相連或直接與互聯網相連。
      藍牙(Bluetooth)/IEEE802.15.1
      一項由藍牙特別利益小組(SIG)制定的用于無線個人區域網(WPAN)的標準,采用跳頻擴頻(FHSS)方式,支持語音、數據傳輸。藍牙可對多達8個連接成皮網(Piconet)的設備以及多個連接成散射網的皮網提供支持。藍牙有79個信道,信道間隔均為1MHz。通信距離為10~100 m。
      無線USB(Wireless USB)
      Wireless USB技術在3m距離的適合大傳輸速率達480Mbit/s,而性能與現有的USB2.0相同。Wireless USB規定10m的速率為110Mbit/s,使用全球通用的2.4GHz ISM頻段,通信距離高達10m,可連接8個設備。Wireless USB并非聯網解決方案,因此沒有相關成本或功率開銷,支持USB的即插即用,無需驅動程序和標準/認證過程。

      缺點/2.4GHz無線技術

      為了實現工業、家庭和樓宇的自動化控制,將人類從有線的環境中解放出來,以取代線纜為目標,用于無線個人區域網(WPAN,Wireless Personal Area Network)范圍的短距離無線通信技術標準得到了迅速的發展,典型技術標準有藍牙、ZigBee、無線USB、無線局域網Wi-Fi等。在人們享受方便快捷的時候,這些技術的電磁兼容問題日益凸現。由于這些技術均選擇了2.4GHz(2.4~2.483GHz)ISM頻段,再加上無繩電話和微波爐等干擾源,就使得該頻段日益擁擠。

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