GPRS、3G、ZigBee与RFID

`GPRS技术

通用分组无线服务技术（General Packet Radio Service)的简称，它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。 它经常被描述成“2.5G”，也就是说这项技术位于第二代（2G）和第三代（3G）移动通讯技术之间。它通过利用GSM网络中未使用的TDMA信道，提供中速的数据传递。GPRS突破了GSM网只能提供电路交换的思维方式，只通过增加相应的功能实体和对现有的基站系统进行部分改造来实现分组交换，这种改造的投入相对来说并不大，但得到的用户数据速率却相当可观。GPRS(General Packet Radio Service)是一种以全球手机系统（GSM）为基础的数据传输技术，可说是GSM的延续。GPRS和以往连续在频道传输的方式不同，是以封包（Packet）式来传输，因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算，并非使用其整个频道，理论上较为便宜。

　　GPRS的传输速率可提升至56甚至114Kbps。而且，因为不再需要现行无线应用所需要的中介转换器，所以连接及传输都会更方便容易。如此，使用者既可联机上网，参加视讯会议等互动传播，而且在同一个视讯网络上（VRN）的使用者，甚至可以无需通过拨号上网，而持续与网络连接。

　GPRS[4] 区别于旧的电路交换（or CSD）连接，连接在Release 97之前（GSM电话功能还没怎么开发）就已经包含进GSM标准中。在旧有系统中一个数据连接要创建并保持一个电路连接，在整个连接过程中这条电路被独占直到连接被拆除。 GPRS 基于分组交换，也就是说多个用户可以共享一个相同的传输通道，每个用户只有在传输数据的时候才会占用信道。这就意味着所有的可用带宽可以立即分配给当前发送数据的用户，这样更多的间隙发送或者接受数据的用户可以共享带宽。 WEB浏览，收发电子邮件和即时消息都是共享带宽的间歇传输数据的服务。

　　通常GPRS数据的计费是不是按照电路交换方式的秒，而是千字节KB。电路交换方式下，即使网络上没有数据传输，其他用户也不能使用空闲的信道。

　　GPRS最初支持(理论上)互联网协议IP，点到点协议PPP和X.25连接。后者典型的应用是无线付费终端，尽管它已经作为标准需求被去除。X.25依然可以通过PPP甚至是IP得到支持, 但是这样做既不需要重新封装也不用集成什么到终端里。


zigbee技术

    zigbee, 在中国被译为"紫蜂",它于蓝牙相类似.是一种新兴的短距离无线技术，用于传感控制应用(sensor and control)。

    一种专注于低功耗、低成本、低复杂度、低速率的近程无线局域网络通信技术。

    ZigBee联盟成立于2001年8月。2002年下半年，英国Invensys公司、日本三菱、美国摩托罗拉以及荷兰飞利浦等四大公司加盟ZigBee，这一事件成为ZigBee技术的里程碑。

特点：

    ①低功耗。在低耗电待机模式下,2 节5 号干电池可支持1个节点工作6～24个月,甚至更长。这是Zigbee的突出优势。相比较,蓝牙能工作数周、WiFi可工作数小时。
    ②低成本。通过大幅简化协议(不到蓝牙的1/10) ,降低了对通信控制器的要求,按预测分析,以8051的8位微控制器测算,全功能的主节点需要32KB代码,子功能节点少至4KB代码,而且Zigbee免协议专利费。每块芯片的价格大约为2 美元。
    ③ 低速率。Zigbee工作在20～250 kbps的较低速率,分别提供250 kbps(2.4GHz)、40kbps (915 MHz)和20kbps(868 MHz) 的原始数据吞吐率,满足低速率传输数据的应用需求。
    ④近距离。传输范围一般介于10～100 m 之间,在增加RF 发射功率后,亦可增加到1～3 km。这指的是相邻节点间的距离。如果通过路由和节点间通信的接力,传输距离将可以更远。
    ⑤短时延。Zigbee 的响应速度较快,一般从睡眠转入工作状态只需15 ms ,节点连接进入网络只需30 ms ,进一步节省了电能。相比较,蓝牙需要3～10 s、WiFi 需要3 s。
    ⑥高容量。Zigbee 可采用星状、片状和网状网络结构,由一个主节点管理若干子节点,最多一个主节点可管理254 个子节点;同时主节点还可由上一层网络节点管理,最多可组成65000 个节点的大网。
    ⑦高安全。Zigbee 提供了三级安全模式,包括无安全设定、使用接入控制清单(ACL) 防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES 128) 的对称密码,以灵活确定其安全属性。
    ⑧免执照频段。采用直接序列扩频在工业科学医疗( ISM) 频段,2. 4 GHz (全球) 、915 MHz(美国) 和868 MHz(欧洲) 。

    相关芯片：CC2430


应用：

    Zigbee 并不是用来与蓝牙或者其他已经存在的标准竞争，它的目标定位于现存的系统还不能满足其需求的特定的市场，它有着广阔的应用前景。Zigbee 联盟预言在未来的四到五年，每个家庭将拥有50 个Zigbee 器件，最后将达到每个家庭150 个。其应用领域主要包括：

◆家庭和楼宇网络：空调系统的温度控制、照明的自动控制、窗帘的自动控制、煤气计量控制、家用电器的远程控制等；
◆工业控制：各种监控器、传感器的自动化控制；
◆商业：智慧型标签等；
◆公共场所：烟雾探测器等；
◆农业控制：收集各种土壤信息和气候信息；
◆医疗：老人与行动不便者的紧急呼叫器和医疗传感器等。

应用实例
近日获悉，赫立讯公司8年自主研发技术的ZigBee无线定位系统，已成功应用在最具“人情味”的北京地铁4号线大兴线隧道工程项目中。本项目中“地铁隧道工程安全预警系统”共安装有：ZigBee工地安全基站21个和50张ZigBee人员识别卡。 开创 了以zigBee物联网新技术为核心的“地铁隧道工程安全预警系统”为工程和人员安全保驾护航的最新应用。

　　此次项目的成功运作证明：ZigBee无线Mesh网络在隧道工程、工地人员位置定位、安全监控、地表位移监测、地表沉降、应力应变监测、地质超前预报等方面强大的物联网技术创新能力。




RFID:

    RFID(Radio Frequency Identification)，即射频识别，俗称电子标签。

    RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。


应用实例

08奥运会门票。北京奥组委捐赠RFID（Radio Frequency Identification，无线射频识别）门票系统公司的负责人向外界解开了奥运门票的神秘面纱：奥运开闭幕式门票实行实名制，但门票的防伪芯片内不含个人信息，而是以全球惟一的序列号，在终端验票机上对应个人的照片、姓名等资料。就像公交IC卡一样，观众只需拿着门票在验票机上一刷，验票机就能在1/10秒内验出票的真假。



3G技术

“3G”（3rd-generation）或“三代”是第三代移动通信技术的简称是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音(通话)及数据信息(电子邮件、即时通信等)。代表特征是提供高速数据业务。 相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、CDMA等数字手机 (2G)，第三代手机（3G）一般地讲，是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统,未来的3G必将与社区网站进行结合，WAP与web的结合是一种趋势，如时下流行的微博客网站：大围脖、新浪微博等就已经将此应用加入进来。
　　3G[1]与2G的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升，它能够在全球范围内更好地实现无线漫游，并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务，同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。为了提供这种服务，无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps(兆比特/每秒)、384kbps(千比特/每秒)以及144kbps的传输速度（此数值根据网络环境会发生变化)。
　　3G[2]是第三代通信网络，目前国内支持国际电联确定三个无线接口标准，分别是中国电信的CDMA2000，中国联通的WCDMA，中国移动的TD-SCDMA，GSM设备采用的是时分多址，而CDMA使用码分扩频技术，先进功率和话音激活至少可提供大于3倍GSM网络容量，业界将CDMA技术作为3G的主流技术，国际电联确定三个无线接口标准，分别是CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA。原中国联通的CDMA现在卖给中国电信，中国电信已经将CDMA升级到3G网络，3G主要特征是可提供移动宽带多媒体业务。
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