短距离通信技术研究成果概述

1.RFID通信技术

RFID（Radio Frequency Identification）技术又称电子标签、无线射频识别，其是一种通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，无须识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触的通信技术。

RFID的出现可追溯到20世纪30年代，美国陆军和海军为了识别陆地、海上和空中的目标，开发了敌我识别系统以便将盟军和敌军的飞机区别开来，这是早期RFID技术的前身。RFID的商业应用主要用于电子物品监控（Electronic Article Surveillance，EAS），即保证仓库、图书馆等的物品安全和监视；到了80年代早期，更加完善的RFID技术和应用出现，比如铁路车辆的识别、农场动物和农产品的跟踪；20世纪90年代，道路电子收费系统在大西洋沿岸得到广泛应用，从意大利、法国、西班牙、葡萄牙、挪威，到美国的达拉斯、纽约和新泽西。这些系统提供了更完善的访问控制特征，因其集成了支付功能，也成为综合性集成RFID应用的开始。目前RFID技术应用领域相当广泛，如零售、制造业、服装业、医疗、身份识别、防伪、交通、资产管理、食品、动物识别、图书馆、汽车、航空、军事等等。

RFID系统至少包含电子标签和阅读器两部分。RFID阅读器（读写器）通过天线与RFID电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。典型的阅读器包含有高频模块（发送器和接收器）、控制单元以及阅读器天线。其中电子标签又称为射频标签、应答器、数据载体；阅读器又称为读出装置，扫描器、通信器、读写器（取决于电子标签是否可以无线改写数据）。电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现射频信号的空间（无接触）耦合、在耦合通道内，根据顺序关系，可实现能量的传递和数据的交流。

RFID阅读器按照频率分，可分为低频（125KHz）、高频（13.54MHz）、超高频（850～910MHz）、微波（2.45GHz）。不同的频率有不同的特点，因此它们的用途也不同。例如，低频标签比超高频标签便宜、穿透废金属物体力强，最适合用于含水成分较高的物体，例如水果等。超高频作用范围广，传送数据速度快，但是耗能大，穿透力较弱，作业区域不能有太多干扰，适合用于监测从海港运到仓库的物品等。

2.NFC近距离通信技术

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厘米内）和数据交换。

NFC技术最早由Sony和Philips各自开发成功，由免接触式射频识别（RFID）演化而来，最初只是RFID技术和网络技术的简单合并，向下兼容RFID。与RFID不同的是，NFC具有双向连接和识别的特征，工作频率为13.56MHz，作用距离只有10厘米左右。(www.xing528.com)

NFC主要用于手机等手持设备中提供M2M（Machine to Machine）的通信。NFC芯片装在手机上，使用手机就可以实现小额电子支付和读取其他NFC设备或标签的信息。NFC的短距离交互大大简化整个认证识别过程，使电子设备间互相访问更直接、更安全和更清楚。通过NFC，电脑、数码相机、手机、PDA等多个设备之间可以很方便快捷地接入无线连接，进而实现数据交换和服务。因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。另外，NFC技术可以用在安防、智能家居、智能图书馆等领域。

3.IrDA红外技术

IrDA红外技术是利用红外线传输信息的形式。红外线是波长在750nm～1mm的电磁波，其频率高于微波而低于可见光，是一种人眼看不到的光线。目前无线电波和微波已被广泛应用在长距离的无线通信中，但由于红外线的波长较短，对障碍物的衍射能力差，因此其更适合应用在需要短距离无线通信场合点对点的直接线数据传输。

红外通信利用950nm近红外波段的红外线作为传递信息的媒体和通信信道。发送端采用脉时调制（PPM）方式，将二进制数字信号调制成某一频率的脉冲序列，并驱动红外发射管以光脉冲的形式发送出去；接收端将接收到的光脉转换成电信号，再经过放大、滤波等处理后送给解调电路进行解调，还原为二进制数字信号后输出。

传统的红外通信主要应用在家电和汽车防盗遥控器方面，由于调制技术、相关收发器技术的快速发展，红外传输应用也发生了质的飞跃。1993年国际红外线协会在美国成立，积极整合建立红外传输的标准，极大地推动了红外产品的进步。

个人笔记本、PDA、数码相机等产品的普及带动了红外传输的发展。国际红外线协会1994年推出了1.0版红外线资料交换标准，传输速度为115.2Kbps，目前的最大传输速度最大速率已达4Mbps以上。在2006年，红外无线技术已经有了巨大的用户群。当时红外数据通信技术（IRDA）已拥有每年一亿五千万套的设备安装量，并且它保持着每年40%的高速增长。红外通信技术已被全球范围内的众多软硬件厂商支持和采用，目前主流的软件和硬件平台均提供对它的支持。手机市场上，各大主流厂商也早已在其产品中配套支持了红外通信技术。结合目前的情况，红外技术无论是从应用覆盖度，技术成熟度和用户接受度来说，都在各类无线通信技术中处于领先地位。