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

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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

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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

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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

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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）

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airdrop

蓝牙建立连接，Wi-Fi direct进行数据传输