信息传输原理

电磁波

电磁波波谱

无线电波占电磁波的一部分


无线电波

蓝牙

低功耗的短距离无线技术

蓝牙技术的特点

  • 全球范围使用,无需向无线电资源管理部门申请许可证
  • 可支持点对点和点对多的通信
  • 抗干扰能力强
  • 功耗小
  • 成本低廉体积小

应用

  • 蓝牙耳机
  • 蓝牙车载免提
  • 基于石油井厂(医院、家庭、办公室等)的无线个域网语音通信系统


    应用

RFID(radio frequency identification ,射频识别)

一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据

特点

  • 体积小容量大
  • 非接触识别(10cm-几十米)
  • 可识别高速运动物体
  • 抗恶劣环境性能高
  • 保密性强
  • 可同时识别多个对象

组成

  • 标签
  • 阅读器/读写器
  • 服务器应用软件

原理

  • 阅读器发射载波信号,电子标签进入阅读器所发射电磁波的有效覆盖范围时,电子标签被激活
  • 标签利用电感形成电磁感应,获得能量,发射信息
  • 阅读器接收标签信息,解调译码后送后台系统处理
  • 后台系统鉴别标签合法性

能量传输

RFID能量传输
  • 近距离电感耦合
    • 阅读器发出电磁波,碰到目标后反射,反射波中携带目标信息
  • 远距离电磁反向散射耦合
    • 在标签中,阅读器发射的未调制载波的能量被转化为直流电压,为标签内芯片供能,并反射载波来向阅读器传送信息

RFID目前的问题

  • 技术标准不统一
  • 非接触式容易产生干扰(多个阅读器或多个标签同时工作)

应用

  • 公交IC卡
  • ETC收费
  • 动物跟踪
  • 图书馆书籍管理
  • 身份识别(大门、停车场等处的出入卡等)
  • 医疗:病人的RFID手环
  • 游乐园内的儿童位置监控
  • 门票
  • 食品安全溯源
  • 物流管理
  • 公交管理系统
  • 机场导航

红外线

通过红外线发送和接受无线数据。
抗干扰、安全性较高、不能穿墙、缺乏移动性、速率不高(漫射最高4Mbps)

组成

  • 发射器(传输信号)
  • 检波器(接收信号)

类型

  • 定向
  • 漫射

应用

  • 遥控器
  • 笔记本电脑、数码相机、电子书等移动设备之间的数据传输
  • 低成本应用条件
  • 安全性要求的条件下应用

NFC

Near Field Communication 近场通信
NFC是一种工作频率为13.56MHz,通信距离约0~20cm(通常在10cm以内)的近距离无线通信技术。

工作模式

  • 卡模拟(类似标签)
  • 读写模式(类似读写器)
  • 点对点通信(两个NFC设备纸巾啊通信)

操作模式

  • 侦听模式:该模式下类似无源标签
  • 轮询模式:探测4cm范围内其他设备,类似读取器
  • 读写模式
  • 卡竞争模式:
  • 发起者模式:轮询模式下改变通信协议,与只支持半双工通信的设备通信
  • 目标模式:此设备为另一发起设备的目标设备

与RFID的区别

  • 发起者模式和目标模式是NFC不同于RFID的独有特性
  • 支持NFC的设备之间可以相互交换多种不同类型的信息,而RFID仅限于读取器与标签之间通信
  • 频率不同
  • 距离有差异 RFID从几厘米到几十米,NFC一般0-20cm

应用

NFC应用
  • 文件传输(小型文件、快速建立连接)
  • 手机设置(使用nfc标签记录针对某个特定地点的设置,比如挂在汽车上的标签记录的是打开蓝牙连接车载音响,上车后靠近标签即可完成手机的设置)~那还不如直接写一个应用程序? 但是nfc具有较快捷简便,无需操作的优点
  • ⚠️移动支付
  • 智能海报(内置nfc标签)
  • 电子登机牌、行李认领

其他无线通讯

  • 短波通信

  • 超短波通信

  • 流星余迹通信

    • 利用流星电离余迹对VHF无线电波的反射和散射作用来通信
    • 保密性好、抗干扰强
    • 覆盖范围大(2000余公里)
    • 设备成本和维护费用低(卫星通信的几分之一)
    • 动中通信
    • 应用:军事通信、气象数据采集、水文监测、灾情报告、突发事件应急通信
  • 水声通信


    水声通信
    • 以声波为信息载体,借助水介质进行数据信息或控制指令信息的传输
    • 易干扰、难度大
    • 传播速度低、衰减大
    • 随着海洋开发和国防建设的发展。重要性增强(声波是目前能够在海洋中进行深海远程无线信息传输的唯一载体)

airdrop

蓝牙建立连接,Wi-Fi direct进行数据传输

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