【技術分享】藍牙、Wi-Fi和ZigBee 物聯網三種常見無線通信技術對比

2021-02-24 司南物聯

在實現物聯網的短距無線通訊技術裡面，藍牙、Wi-Fi、zigbee 是目前應用最為廣泛的三種短距無線通訊技術。本文將詳細介紹並分析這三種物聯網通訊技術的優缺點。

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藍牙(BlueTooth)是一種設備之間進行無線通信的技術，可實現固定設備、行動裝置和樓宇個人域網之間的短距離數據交換，藍牙可連接多個設備，克服了數據同步的難題。藍牙使用短波特高頻(UHF)無線電波，經由2.4至2.485GHz的ISM頻段來進行通信，通信距離從幾米到幾百米不等。

「低功耗藍牙」模式下實現了低功耗，覆蓋範圍增強，最大範圍可超過100米。

支持複雜網絡：針對一對一連接最優化，並支持星形拓撲的一對多連接等。

智能連接：增加設置設備間連接頻率的支持，Ipv6網絡支持。

較高安全性：使用AES-128 CCM加密算法進行數據包加密和認證。

藍牙模塊體積很小，便於集成。

可以建立臨時性的對等連接(Ad-hoc Connection)：根據藍牙設備在網絡中的角色，可分為主設備(Master)與從設備(Slave)。

藍牙的各個版本不兼容，組網能力差；網絡節點少，不適合多點布控。


Wi-Fi是一種無線區域網通信技術，全稱Wireless-Fidelity，無線保真，IEEE組織的IEEE 802.11標準制定了乙太網的技術標準。Wi-Fi終端指使用高頻無線電信號發送和接收數據，使用乙太網通信協議，通信距離通常在幾十米。

Wi-Fi的優點是區域網部署無需使用電線，降低部署和擴充的成本。另外，根據Wi-Fi聯盟指定，「Wi-Fi認證」是向後兼容的，它指定一套全球統一標準：不同於行動電話，任何Wi-Fi標準設備將在世界上任何地方正確運行。

Wi-Fi的缺點是通信距離有限，穩定性差，功耗較大，組網能力差，安全性也較差。

ZigBee是一種低速低功耗，短距，自組網的無線區域網通信技術，於2003年被正式提出，為了彌補藍牙通信協議的高複雜，功耗大，距離近，組網規模太小等缺陷。名稱取自於蜜蜂，蜜蜂(bee)是靠飛翔和「嗡嗡」(zig)地抖動翅膀的「舞蹈」來與同伴傳遞花粉所在方位信息，依靠這樣的方式構成了群體中的通信網絡。 

ZigBee被標準化為IEEE 802.15.4，工作頻段有三個：868MHz-868.6MHz、902MHz-928MHz和2.4GHz-2.4835GHz，其中最後一個頻段世界範圍內通用，16個信道，並且該頻段為免付費、免申請的無線電頻段。三個頻段傳輸速率分別為20kbps，40kbps以及250kbps。

數據傳輸速率低，有效範圍小，抗幹擾性差，ZigBee協議沒有開源，以及和IP協議不的對接比較複雜等。

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