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一種專用射頻讀卡器的軟件系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)

作者: 時間:2012-03-08 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
ZigBee聯(lián)盟成立于2001年8月。但作為該項技術(shù)發(fā)展過程中具有里程碑意義的是,2002年下半年,英國Invensys公司、日本三菱電氣公司、美國摩托羅拉公司以及荷蘭飛利浦半導(dǎo)體公司四大巨頭共同宣布,它們將加盟「ZigBee聯(lián)盟」,以研發(fā)名為「ZigBee」的下一代無線通信標(biāo)準(zhǔn)。到目前為止,除了Invensys、三菱電子、摩托羅拉和飛利浦等國際知名的大公司外,該聯(lián)盟大約已有27家成員企業(yè),并在迅速發(fā)展壯大。Zigbee聯(lián)盟負(fù)責(zé)制定網(wǎng)絡(luò)層以上協(xié)議。
ZigBee的芯片和產(chǎn)品已經(jīng)面市,每個Zigbee通信模塊的成本將有望控制在1.5美元到2.5美元之間。分析家認(rèn)為,到2006年,ZigBee設(shè)備將會達(dá)到每年4億臺的市場規(guī)模。預(yù)計4~5年內(nèi),每個家庭將會安裝大約50個ZigBee設(shè)備,最終達(dá)150個ZigBee設(shè)備6~7年內(nèi)占據(jù)家庭自動化市場的三分之二。
但是也有人認(rèn)為:ZigBee幾年前剛出現(xiàn)時,它的支持者曾設(shè)想這種基于IEEE802.15.4規(guī)范的無線技術(shù)擁有潛在的巨大市場。但現(xiàn)在看來當(dāng)初的設(shè)想并沒有成為現(xiàn)實,目前有消息稱由于芯片廠商推遲出貨,因而ZigBee的前景并不像先前設(shè)想的那樣一帆風(fēng)順。

UWB:前途無量受困爭戰(zhàn)

UWB是一種無載波通信技術(shù),它不采用正弦載波,而是利用納秒至微微秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù),因此其所占的頻譜范圍很寬。UWB可在非常寬的帶寬上傳輸信號,美國FCC對UWB的規(guī)定為:在3.1~10.6GHz頻段中占用500MHz以上的帶寬。

由于UWB可以利用低功耗、低復(fù)雜度發(fā)射/接收機實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸而在近年來得到迅速發(fā)展。它在非常寬的頻譜范圍內(nèi)采用低功率脈沖傳送數(shù)據(jù)而不會對常規(guī)窄帶無線通信系統(tǒng)造成大的干擾,并可充分利用頻譜資源?;赨WB技術(shù)而構(gòu)建的高速率數(shù)據(jù)收發(fā)機有著廣泛的用途,從無線局域網(wǎng)到Adhoc網(wǎng)絡(luò),從移動IP計算到集中式多媒體應(yīng)用等。UWB技術(shù)具有系統(tǒng)復(fù)雜度低,發(fā)射信號功率譜密度低,對信道衰落不敏感,低截獲能力,定位精度高等優(yōu)點,尤其適用于室內(nèi)等密集多徑場所的高速無線接入,非常適于建立一個高效的無線局域網(wǎng)或無線個域網(wǎng)(WPAN)。
UWB標(biāo)準(zhǔn)于2005年確定,但其中顯然不只是技術(shù)原因,以Intel與TI為代表的MBOA提案,以及以摩托羅拉與XSI為代表的DS-CDMA提案是兩種技術(shù)特性完全不同的方案,UWB標(biāo)準(zhǔn)只能二選其一。不過最近無線電制造商PulseLink對外宣布,它已經(jīng)找到一種途徑,允許基于不同技術(shù)的UWB系統(tǒng)共存。該公司正準(zhǔn)備向IEEE802.15.3a任務(wù)組成員詳細(xì)講解它的公共信號協(xié)議(CSP),該協(xié)議使原本相互沖突的多種UWB物理層可以共存。PulseLink希望協(xié)調(diào)UWB的發(fā)展步伐,同時回避相互競爭的UWB標(biāo)準(zhǔn)提案之間的分歧。
一些產(chǎn)業(yè)觀察家贊同PulseLink的提議,認(rèn)為這為采用不同的實體層創(chuàng)造了整合的機會,因而使UWB的創(chuàng)新態(tài)勢得以延續(xù)。但另一方面,其它人質(zhì)疑在缺乏互通條件下共存沒有什么價值,并認(rèn)為這會產(chǎn)生鼓勵開發(fā)多種PHY的負(fù)面效果。這最終會增加OEM廠商的負(fù)擔(dān),因為他們必須支持多種PHY。
PulseLink聲稱不會偏袒已經(jīng)提交給IEEE的任何一種UWB技術(shù)。802.15.3a小組曾試圖為這種高速個域網(wǎng)技術(shù)定義一個物理層,但由于雙方拒絕做出妥協(xié),這項努力被迫擱淺。最壞的結(jié)果可能是兩大陣營將定義各自的事實標(biāo)準(zhǔn),而由市場決定存亡。

Wi-Fi:發(fā)展迅速瓶頸猶存

Wi-Fi熱點是通過在互聯(lián)網(wǎng)連接上安裝訪問點來創(chuàng)建的。這個訪問點將無線信號通過短程進行傳輸,一般覆蓋300英尺。當(dāng)一臺支持Wi-Fi的設(shè)備遇到一個熱點時,這個設(shè)備可以用無線方式連接到那個網(wǎng)絡(luò)。大部分熱點都位于供大眾訪問的地方,例如機場、咖啡店、旅館、書店以及校園等等,許多家庭和辦公室也擁有Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)?;ヂ?lián)網(wǎng)服務(wù)提供商(ISP)會在用戶連接到互聯(lián)網(wǎng)時收取一定費用。
Wi-Fi也存在著一些問題:
*高昂的價格讓消費者止步不前;
*Wi-Fi的運營商很多,成為一個運營商的客戶并不能共享其它運營商的資源;
*公共Wi-Fi服務(wù)的目標(biāo)消費群體——那些拿著筆記本計算機四處游走,并且需要抓緊每一分鐘時間上網(wǎng)的人——其實少之又少;
*城市地區(qū)的空域有限,這意味著利用Wi-Fi上網(wǎng)將非常擁擠;
*Wi-Fi的安全問題受到了業(yè)界以及一些國家的質(zhì)疑。
從整體來看,Wi-Fi在短期內(nèi)還不能成為商家的取款機。無線熱點還不能吸引大量的用戶群體,消費者對于Wi-Fi熱點的渴望并不像商家期盼的那樣強烈,這正是Wi-Fi很難帶來贏利的根本原因。就國內(nèi)而言,Wi-Fi熱點要想在中國取得突破性的進展,電信運營商之間必須首先簽署漫游協(xié)議,允許用戶通過不同的熱點訪問互聯(lián)網(wǎng)。

藍(lán)牙:應(yīng)用迅速挑戰(zhàn)仍多

藍(lán)牙技術(shù)是一種無線數(shù)據(jù)與語音通信的開放性全球規(guī)范,其實質(zhì)內(nèi)容是為固定設(shè)備或移動設(shè)備之間的通信環(huán)境建立通用的無線電空中接口,將通信技術(shù)與計算器技術(shù)進一步結(jié)合起來,使各種3C設(shè)備在沒有電線或電纜相互連接的情況下,能在近距離范圍內(nèi)實現(xiàn)相互通信或操作,是一種低成本、低功率無線「線纜替代」技術(shù)。其傳輸頻段為全球公眾通用的2.4GHzISM頻段,提供1Mbps的傳輸速率和10m-100m的傳輸距離。
雖然目前市場中并沒有完全成品化的藍(lán)牙產(chǎn)品出現(xiàn),但人們已經(jīng)為它規(guī)劃了幾乎是無處不在的應(yīng)用場景,如三合一電話、Internet網(wǎng)橋、個人數(shù)據(jù)交換、替代多種設(shè)備間的傳輸電纜等等。
但是,究竟是什么因素制約了藍(lán)牙產(chǎn)品的推出呢?答案可能是:芯片大小和價格難以下調(diào)、抗干擾能力不強、傳輸距離太短、信息安全和生態(tài)安全問題可疑等等。
另外,由于兼容性不好,也造成銷售形勢很不樂觀。比如不少藍(lán)牙耳機與部分電話之間無法實現(xiàn)正常通信,令個人和企業(yè)消費者深感不便。另外連接兩臺藍(lán)牙設(shè)備的操作過程比較復(fù)雜,也妨礙了它的推廣應(yīng)用。此外隨著其它無線連接技術(shù)的不斷涌現(xiàn),802.11無線局域網(wǎng)在高端市場和ZigBee在低端市場的擠壓也讓藍(lán)牙備感失落。

NFC:依附還是超越?

NFC是由飛利浦、諾基亞和索尼主推的一種類似與RFID(非接觸式識別)的短距離無線通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)想如下場景:消費者在支付消費款項時,只需要拿信用卡在采用了NFC技術(shù)的設(shè)備前晃一下即可。一些用戶可能會認(rèn)為,需要把信用卡插入設(shè)備中,但是這毫無必要,因為卡與設(shè)備是無線連接的。
NFC給人的第一印象可能是RFID和藍(lán)牙的混合繼承物,但事實上它有許多的潛在功能非常引入注目,尤其是當(dāng)它被作為其它無線技術(shù)聯(lián)結(jié)點的時候。和RFID不同,NFC采用了雙向的識別和連接。
NFC有三種應(yīng)用類型:
*設(shè)備連接。除了無線局域網(wǎng),NFC也可以簡化藍(lán)牙連接。比如,諾基亞N-Gage的玩家們可以把N-Gage放在一定距離以內(nèi)自動完成聯(lián)機,而不必要通過選擇N-Gage菜單選項中的「Host」、「Join」來完成聯(lián)機。手提電腦用戶如果想在機場上網(wǎng),他只需要走近一個Wi-Fi熱點即可實現(xiàn)。
*實時預(yù)定。飛利浦和諾基亞對于NFC的這種應(yīng)用抱有非常樂觀的態(tài)度。比如,海報或展覽信息背后貼有特定芯片,利用含NFC協(xié)議的手機或PDA,便能取得詳細(xì)信息,或是立即聯(lián)機使用信用卡進行票卷購買。而且,這些芯片無需獨立的能源。
*移動商務(wù)。前面所描述的非接觸智能卡在交易中的應(yīng)用就是一個很好的例子,而且諾基亞已經(jīng)在香港和奧蘭多成功進行過類似的商業(yè)實驗。
NFC具有很多技術(shù)優(yōu)勢,雖然NFC似乎是一項正在尋求實現(xiàn)的技術(shù),但是它卻是一個實實在在的問題解決者。例如,NFC可以讓用戶無需輸入網(wǎng)址便可連接WAP站點,從而解決了困擾無線上網(wǎng)的用戶接口問題。在移動商業(yè)領(lǐng)域的兼容性方面,非接觸性付款技術(shù)已經(jīng)推動了商業(yè)的發(fā)展,尤其在亞洲的公共運輸系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。此外,NFC和索尼的FeliCa支付系統(tǒng)、非接觸性支付的ISO標(biāo)準(zhǔn)都是兼容的。
然而,NFC面臨的挑戰(zhàn)也不容回避,前面的家庭無線局域網(wǎng)的應(yīng)用中,數(shù)碼相機和個人計算機都默認(rèn)為嵌入了NFC技術(shù)。飛利浦有能力生產(chǎn)并且銷售這種基于NFC的無線設(shè)備,但是這些設(shè)備都帶有USB接口的解密器,用戶必須把解密器插入USB接口中,這樣一來,NFC的簡單性就蕩然無存了。此外,飛利浦生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)電子設(shè)備都帶有NFC技術(shù),每個NFC芯片的成本至少是十美元,這也是一個令人頭疼的問題。
從以上的分析來看:一方面,NFC技術(shù)

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