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2.4GHZ无线技术

发表时间:2017-12-05 11:29:39

2.4GHz无线技术,是一种短距离无线传输技术,供开源使用。2.4GHz所指的是一个工作频段,2.4GHz ISM(Industry Science Medicine)是全世界公开通用使用的无线频段,蓝牙技术即工作在这一频段,在2.4GHz频段下工作可以获得更大的使用范围和更强的抗干扰能力,目前广泛应用于家用及商用领域。适用范围广,它是一个全球性的频段,开发的产品具有全球通用性,各种无线产品均可使用此频段,目前广泛用于无线建设及无线宽带路由器等室内场合。
带宽高,它整体的频宽胜于其他ISM频段,这就提高了整体数据传输速率,允许系统共存,允许双向传输,且抗干扰性强,传输距离远(短距离无线技术范围)。
耗电低,2.4GHz无线电和天线的体积相当小,产品体积也更小,从而使芯片更集中,减少耗电。因2.4GHz

技术标准/2.4GHz无线技术

某公司的第一代人员区域管理系统采用

2.4GHz

频段,而第二代产品则改用

433MHz

频段。放弃

2.4GHz

频段的最主要原因是信号弱,传输距离短,易出

现漏卡。

 

2

、信号传输距离:

 

下式为无线信号在空气中传输时的损耗计算公式:

 

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

 

Los 

是传输损耗,单位为

dB 

 

d

是距离,单位是

Km 

 

f

是工作频率,单位是

MHz 

可见,

传输损耗与频率成正比,

即频率越高传输损耗越大;

或者说在同样传

输损耗情况下,传输距离与频率成反比,即频率越高,传输距离越短。

 

目前的

2.4G

设备信号传输距离短(一般

10

30

米,可靠通讯距离

10

米)

传输过程衰减大,信号穿透、绕射能力弱,信号易被物体遮挡;

 

433M

信号强,传输距离长,穿透、绕射能力强,传输过程衰减较小。

 

3

、传输速率:

 

2.4G

数据传输速率较高(

250kbps

433M

速率较低(

100kbps

。传输速率

将直接影响阅读器的最大容量,也会带来信号冲突的问题。

2.4G

在这个方面表

现得比较优越。但是,目前个厂家设计的射频卡工作过程类似一个射频卡一般

1

5

秒才发送一次数据,每次也只需要发送几个字节。每次发送数据所需时间

1ms

左右,其他时间射频卡均处于休眠状态以减少电池消耗。由此可见,射

频卡发送数据只使用了全部带宽的几千分之一。

也就是说数据量不是很大的应用

环境,

433MHz

2.4GHz

的传输速度都是绰绰有余。

 

4

、一般厂家所提供的信号传输距离都是在地面空旷地带条件下的理想通讯距

离,

但由于有些应用环境非常复杂,

再加上人员、

车辆的遮挡和设备的干扰,

特别是

2.4G

信号,其本来传输距离就短,再加上信号穿透能力差、传输衰减

大,其信号在传输的实际有效距离会大大缩短,在有些情况下信号会变得很

弱,甚至收不到信号。

 

5

433MHz

下的通讯速率已经完全可以满足

200

(

理想环境下,

2.4G

可以更多

)

卡的并发识别数量,能适应大多数的应用环境。

 

6

、影响漏卡率的关键因素是信号强度而不是传输速率,如果信号很弱甚至收不

到信号,那么速率再高也没有用。确保收到信号才是根本。对于

2.4GHz

样的设备,因为遮挡和距离对其信号影响很大,在很多情况下会出现某些卡

的信号收不到,进而导致漏卡。

 

7

、解决漏卡问题的关键是提高分站信号覆盖范围,确保分站能收到每个射频卡

的信号并有足够的读卡时间。

 

8

、由于

2.4G

通讯距离短

(加放大器提高功率则要大幅度提高功耗,

对射频卡来

某公司的第一代人员区域管理系统采用

2.4GHz

频段,而第二代产品则改用

433MHz

频段。放弃

2.4GHz

频段的最主要原因是信号弱,传输距离短,易出

现漏卡。

 

2

、信号传输距离:

 

下式为无线信号在空气中传输时的损耗计算公式:

 

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

 

Los 

是传输损耗,单位为

dB 

 

d

是距离,单位是

Km 

 

f

是工作频率,单位是

MHz 

可见,

传输损耗与频率成正比,

即频率越高传输损耗越大;

或者说在同样传

输损耗情况下,传输距离与频率成反比,即频率越高,传输距离越短。

 

目前的

2.4G

设备信号传输距离短(一般

10

30

米,可靠通讯距离

10

米)

传输过程衰减大,信号穿透、绕射能力弱,信号易被物体遮挡;

 

433M

信号强,传输距离长,穿透、绕射能力强,传输过程衰减较小。

 

3

、传输速率:

 

2.4G

数据传输速率较高(

250kbps

433M

速率较低(

100kbps

。传输速率

将直接影响阅读器的最大容量,也会带来信号冲突的问题。

2.4G

在这个方面表

现得比较优越。但是,目前个厂家设计的射频卡工作过程类似一个射频卡一般

1

5

秒才发送一次数据,每次也只需要发送几个字节。每次发送数据所需时间

1ms

左右,其他时间射频卡均处于休眠状态以减少电池消耗。由此可见,射

频卡发送数据只使用了全部带宽的几千分之一。

也就是说数据量不是很大的应用

环境,

433MHz

2.4GHz

的传输速度都是绰绰有余。

 

4

、一般厂家所提供的信号传输距离都是在地面空旷地带条件下的理想通讯距

离,

但由于有些应用环境非常复杂,

再加上人员、

车辆的遮挡和设备的干扰,

特别是

2.4G

信号,其本来传输距离就短,再加上信号穿透能力差、传输衰减

大,其信号在传输的实际有效距离会大大缩短,在有些情况下信号会变得很

弱,甚至收不到信号。

 

5

433MHz

下的通讯速率已经完全可以满足

200

(

理想环境下,

2.4G

可以更多

)

卡的并发识别数量,能适应大多数的应用环境。

 

6

、影响漏卡率的关键因素是信号强度而不是传输速率,如果信号很弱甚至收不

到信号,那么速率再高也没有用。确保收到信号才是根本。对于

2.4GHz

样的设备,因为遮挡和距离对其信号影响很大,在很多情况下会出现某些卡

的信号收不到,进而导致漏卡。

 

7

、解决漏卡问题的关键是提高分站信号覆盖范围,确保分站能收到每个射频卡

的信号并有足够的读卡时间。

 

8

、由于

2.4G

通讯距离短

(加放大器提高功率则要大幅度提高功耗,

对射频卡来

ZigBee/IEEE 802.15.4
ZigBee技术是一项新兴的短距离无线通信技术,主要面向的应用领域是低速率无线个人区域网(LRWPAN,Low Rate Wireless Personal Area Network),典型特征是近距离、低功耗、低成本、低传输速率,主要适用于自动控制以及远程控制领域,目的是为了满足小型廉价设备的无线联网和控制

2.4GHz频段是全球通用频段,868MHz和915MHz则是用于美国和欧洲的ISM频段,这两个频段的引入避免了2.4GHz 附近各种无线通信设备的相互干扰。
Wi-Fi/IEEE 802.11a/b/g/n
Wi-Fi 即无线局域网,工作在2.4GHz频段,用于学校、商业等办公区域的无线连接技术,传输速率可达54Mbit/s,工作距离100m,采用直接序列扩频(DSSS)的方式。采用Wi-Fi的主要推动因素是数据吞吐量,Wi-Fi一般用来将计算机及无线设备与本地局域网相连或直接与互联网相连。
蓝牙(Bluetooth)/IEEE802.15.1
一项由蓝牙特别利益小组(SIG)制定的用于无线个人区域网(WPAN)的标准,采用跳频扩频(FHSS)方式,支持语音、数据传输。蓝牙可对多达8个连接成皮网(Piconet)的设备以及多个连接成散射网的皮网提供支持。蓝牙有79个信道,信道间隔均为1MHz。通信距离为10~100 m。
无线USB(Wireless USB)
Wireless USB技术在3m距离的最大传输速率达480Mbit/s,而性能与现有的USB2.0相同。Wireless USB规定10m的速率为110Mbit/s,使用全球通用的2.4GHz ISM频段,通信距离高达10m,可连接8个设备。Wireless USB并非联网解决方案,因此没有相关成本或功率开销,支持USB的即插即用,无需驱动程序和标准/认证过程。

缺点/2.4GHz无线技术

为了实现工业、家庭和楼宇的自动化控制,将人类从有线的环境中解放出来,以取代线缆为目标,用于无线个人区域网(WPAN,Wireless Personal Area Network)范围的短距离无线通信技术标准得到了迅速的发展,典型技术标准有蓝牙、ZigBee、无线USB、无线局域网Wi-Fi等。在人们享受方便快捷的时候,这些技术的电磁兼容问题日益凸现。由于这些技术均选择了2.4GHz(2.4~2.483GHz)ISM频段,再加上无绳电话和微波炉等干扰源,就使得该频段日益拥挤。

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