智慧图书馆短距离无线通信技术实践

NFC、蓝牙、ZigBee、Wi-Fi、UWB 和DSRC 等短距离通信技术是数据传感的几种比较常见的技术，是物联网数据传感技术的重要组成部分，也是我们构建智慧图书馆时可能会用到的技术。

近场通信（Near Field Communication，NFC），又称近距离无线通信，是一种短距离的高频无线通信技术，允许电子设备之间进行非接触式，点对点数据传输（在10 cm 内）交换数据。这个技术由免接触式射频识别（RFID）演变而来，并向下兼容RFID，最早由Philips，Nokia 和Sony 主推，主要可能用于手机等手持设备中。由于近场通信具有天然的安全性，因此，NFC 技术被认为在手机支付等领域具有很大的应用前景。目前NFC 在智慧图书馆中的应用多集中体现在校园卡支付和门禁系统方面。

蓝牙（bluetooth）是一种支持设备短距离通信（一般10 m 内）的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。利用蓝牙技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化设备与因特网（Internet）之间的通信，从而使数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术，支持点对点及点对多点通信，工作在全球通用的2.4 GHz ISM（即工业、科学、医学）频段。其数据速率为1Mbps，采用时分双工传抗方案实现全双工传输。蓝牙技术是一种为固定与移动设备的通信环境建立一个特别连接的开放性全球规范，其程序写在一个9×9 mm 的微芯片中。蓝牙对于手机乃至整个IT 业而言已经不仅仅是一项简单的技术，而是一种概念。

ZigBee 是IEEE 802.15.4 协议的代名词。根据这个协议所规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称源自蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂（bee）是靠飞翔和“嗡嗡（zig）”地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位的信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。ZigBee 的特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee 就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通信技术。ZigBee 在智慧图书馆应用中多出现在与各种智能设备的连接中，如同温湿度传感器、烟雾传感器、红外传感器、智能开关模块等。虽然ZigBee 在价格和性能上都比不上RFID，但在远距离通信和身份识别上有较大的优势。(www.xing528.com)

Wi-Fi 是一种可以将个人电脑、手持设备（如PDA，手机）等终端以无线方式互相连接的技术。它是一个无线网络通信技术的品牌，由Wi-Fi 联盟（Wi-Fi Alliance）所持有，目的是改善基于IEEE 802.11 标准的无线网络产品之间的互通性。UWB（Ultra Wideband）是一种无载波通信技术，利用纳秒至微微秒（ns～uus）级的非正弦波窄脉冲传输数据。有人称它为无线电领域的一次革命性进展，认为它将成为未来短距离无线通信的主流技术。Wi-Fi 在智慧图书馆中是无线通信最主要的应用手段，智慧图书馆建设初期就要认真规划好尽量多的、全面覆盖的Wi-Fi 热点，方面读者各种设备的无线接入需求。另外，Wi-Fi 也是实现室内定位的重要手段。利用基于Wi-Fi 的三角定位算法，可以轻松实现对已接入的移动终端的定位，为智慧图书馆的智能化导航服务提供技术支持。

DSRC（即 Dedicated Short Range Communications，专用短程通信技术）是一种高效的无线通信技术，它可以实现在特定小区域内（通常为数十米）对高速运动下移动目标的识别和双向通信，例如车辆的“车—路”、“车—车”双向通信，实时传输图像、语音和数据信息，将车辆和道路有机连接。DSRC 设备的研发是智能交通系统（ITS）研究中的一个重要课题，广泛地应用在不停车收费、出入控制、车队管理、信息服务等领域，并在区域分割功能即小区域内车辆识别、驾驶员识别、路网与车辆之间信息交互等方面具备得天独厚的优势。迄今为止，DSRC 技术比较成熟的两个应用是车辆自动识别（Automatic Visual Inspection，AVI）和电子收费系统（Electronic Toll Collection，ETC）。在 AVI 应用中的 DSRC 设备属于射频电子标签（RFID），其主要应用在生产线货物标识、海关车辆通关、集装箱自动识别等场合。这些情况下，仅要求 AVI 设备具有简单的RFID 功能。在 ETC 应用中，早期的系统多采用记账方式的后付款模式，也仅仅要求 ETC 设备具有简单的读写功能即可。但随着技术的应用和发展，ETC 设备逐渐采用更加灵活、安全和低运营风险的付费方式（例如金融电子钱包），并逐渐制定出一套为之服务的 DSRC 标准。