如今，具有物联网元素的智能手表、智能手环、智能家居已经越来越深入我们的生活。这些设备都是物联网中的联网设备。那么物联网中常见的短程组网技术有哪些呢？有什么特点？
物联网的技术核心是C3SD(控制系统、计算系统、通信系统、感知系统和数据海)。从技术上来说，物联网可以分为三层：感知层、通信层和应用层。在通信层，这些数据和信息需要安全可靠地通信和传输。除了有线传输，就是无线传输。在无线传输系统中，短距离无线传输技术已经成为物联网技术的一个重要分支。
无线通信是指利用电磁波信号在空间传播的特性来交换信息的一种通信方式，包括固定体之间的无线通信和移动通信。一般来说，只要发送方和接收方通过无线电波传输信息，并且单跳传输距离限制在很短的范围内(通常最远几百米)，就可以称为近场通信。
近场通信的技术特点包括1、无线发射功率在W到100mW量级；2、通信距离几厘米到几百米；3、使用全向天线和电路板天线；4、应用场景多，尤其是频率资源稀缺；5、无需申请频率资源许可；6、无中心，自组织网络；7、电池供电。
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目前物联网中广泛使用的近场通信技术有无线局域网802.11(Wi-Fi)、蓝牙和红外数据传输(IrDA)，比较有前景的无线通信技术有ZigBee、NFC、超宽带和DECT。
每一种近场通信技术的立足点，要么是基于对速度、距离、功耗的特殊要求，要么可能侧重于功能的扩展，要么经济性更好。接下来，电子爱好者边肖将详细介绍这些近场通信技术的特点和应用。
1、无线网络
Wi-Fi是一种允许电子设备连接到无线局域网(WLAN)的技术。WIFI的全称是无线保真，也称为802.11标准，通常使用2.4G超高频或5G SHF ISM无线电频段。连接到无线局域网通常有密码保护；但它也可以是开放的，允许WLAN范围内的任何设备连接。无线安全真的是无线网络通信技术的一个品牌，归Wi-Fi联盟所有。目的是提高基于IEEE 802.11标准的无线网络产品之间的互操作性。
Wi-Fi技术的优势和劣势
优势
(1)电波覆盖范围广。
无线电波的覆盖范围很广。基于蓝牙技术的无线电波覆盖范围非常小，半径只有50英尺或15米左右，而Wi-Fi的半径可以达到300英尺或100米左右。
(2)高速度和可靠性
802.1LB无线网络规范是IEEE 802.1L网络规范的变体，最高带宽为1Mbps。在信号较弱或受干扰的情况下，带宽可调整至5.5Mbps、2Mbps、1 Mbps，带宽的自动调整有效保证了网络的稳定性和可靠性。
WiFi技术的缺点
移动WiFi技术只能作为移动WiFi技术的一个具体应用。与有线网络相比，无线网络的信号会随着与节点距离的增加而减弱，而WiFi技术本身11 MB/s的传输速度，由于距离的增加，可能只有1 M的有效速度才能到达最终用户，而且无线信号容易受到建筑墙体的阻碍。无线电波在传播过程中遇到障碍物会发生不同程度的折射、反射和衍射，从而干扰信号传播。无线电信号也容易受到同频率无线电波和雷电天气的干扰。
WiFi网络可以使用无线网络的频率，无需明确申请，因此网络容易饱和，容易受到攻击。WiFi网络的安全性不尽如人意。802.11提供了一种称为WEP的加密算法，对网络接入点和主机设备之间无线传输的数据进行加密，防止非法用户窃听、攻击和入侵网络。但是WiFi天生缺乏有线网络物理结构的保护，不像接入有线网络之前先连接网络。如果网络没有保护，只要在信号覆盖范围内，别人就可以通过无线网卡接入你的网络，占用你的带宽，导致你的信息泄露。
Wi-Fi技术的应用
未来WLAN最有潜力的应用将主要在SOHO、家庭无线网络和楼宇或不方便安装线缆的地方。目前这项技术的用户主要来自机场、酒店、商场等公共热点。Wi-Fi技术可以将Wi-Fi与基于XML或Java的Web服务集成在一起，可以大大降低企业的成本。比如企业选择给每个楼层或部门配备802.11b接入点，而不是用线缆连接整栋楼。这样，你可以省下一大笔铺设电缆的钱。
2、蓝牙
蓝牙(Bluetooth)是一种无线技术标准，可以实现固定设备、移动设备和建筑物个人区域网之间的短距离数据交换(使用2.4—2.485 GHz ISM频段的超高频无线电波)。蓝牙技术最早是由电信巨头爱立信在1994年发明的，作为RS232数据线的替代品。
蓝牙技术的优缺点
优势
(1)语音和数据同时传输：蓝牙采用电路交换和分组交换技术，支持异步数据信道、三路语音信道以及异步数据和同步语音同时传输的信道。每个语音通道的数据速率为64kbit/s，语音信号采用脉码调制(PCM)或连续可变斜率增量调制(CVSD)编码。使用非对称信道传输数据时，最高速率为721kbit/s，反向速率为57.6 kbit/s；当使用对称信道传输数据时，最高速率为342.6 kbit/s。
(2)可以建立临时的自组织连接：蓝牙设备可以根据它们在网络中的角色分为主设备和从设备。
(3)蓝牙模块体积小，易于集成：由于个人移动设备体积小，嵌入其中的蓝牙模块应该更小。
(4)低功耗：在通信连接状态下，蓝牙设备有四种工作模式：——主动模式、嗅探模式、保持模式和驻留模式。
缺点：
传输距离短：蓝牙传输频段是全球公众普遍使用的2.4GHz ISM频段，提供1Mbps传输速率和10m传输距离。
抗干扰能力不强：由于蓝牙传输协议和其他2.4G设备一样，都是共享这个频段的信号，必然会导致信号的相互干扰。
蓝牙技术也有芯片价格高的缺点。
蓝牙技术的应用
从目前的蓝牙产品来看，蓝牙主要应用在这几个方面：手机、笔记本电脑、嵌入微波炉、洗衣机、冰箱、空调等传统家电的智能家居、采用蓝牙技术制作的电子钱包、电子锁以及数码相机、数码摄像机等其他数码设备。
3、 IrDA
IrDA是红外数据协会的缩写，广泛使用的IrDA红外连接技术就是由该组织提出的。最初的IrDA1.0标准建立了串行、半双工同步系统，传输速率为2400bps至115200bps，传输范围为1 m，传输半角为15度至30度。最近，IrDA扩展了其物理层规范，将数据传输速率提高到4Mbps。PXA27x使用这个扩展的物理层规范。
IrDA的优点和缺点
IrDA的主要优点是不需要申请频率使用权，所以红外通信成本低。而且具有移动通信所要求的体积小、功耗低、连接方便、易于使用的特点。此外，红外发射角度小，传输安全性高。
IrDA的缺点是它是视距传输，两个互相通信的设备必须对齐，不能被其他物体遮挡，所以这种技术只能用于两个(非多个)设备之间的连接。而蓝牙则没有这样的限制，不会被墙挡住。IrDA目前的研究方向是如何解决视距传输问题，提高数据传输速率。
IrDA应用：
目前，IrDA的软硬件技术已经非常成熟，广泛应用于PDA和手机等小型移动设备中。事实上，今天出厂的每一台PDA和许多手机、笔记本电脑、打印机等产品都支持IrDA。
4、ZigBee
ZigBee是一种基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。Zigbee(也叫紫蜂协议)这个名字来源于蜜蜂的八字舞。因为蜜蜂在zig中是通过飞行和拍打翅膀来与同伴交流的，也就是说，蜜蜂通过这种方式在群体中形成一个交流网络。
ZigBee可以说是蓝牙的兄弟姐妹。使用2.4 GHz频段，采用跳频技术。与蓝牙相比，ZigBee更简单、更慢、功耗和成本更低。其基本速率为250kb/s，降低到28kb/s时，传输范围可扩展到134m，并可获得更高的可靠性。此外，它可以与254个节点联网，可以比蓝牙更好地支持游戏、消费电子、仪器和家庭自动化应用。
ZigBee的优缺点
优势：
(1)低功耗。待机状态下，两节普通5号干电池可以使用6个月以上，这也是ZigBee独有的优势。
(2)成本低。由于ZigBee数据传输速率低，协议简单，大大降低了成本。积极参与ZigBee开发的摩托罗拉和飞利浦已经推出了应用芯片。
(3)网络容量大。每个ZigBee网络可以支持多达255个设备，这意味着每个ZigBee设备可以与另外254个设备连接。
(4)灵活的工作频段。使用的频段有2.4GHz、868MHz(欧洲)和915MHz(美国)，都是免执照的。
缺点：
(1)数据传输速率低。只有10kB/s ~ 250kB/s，侧重于低速率传输应用。
(2)有效范围小。有效覆盖范围10 ~ 75m，视实际发射功率和各种应用模式而定，基本可以覆盖普通家庭或办公环境。
ZigBee应用
根据目前ZigBee联盟的设想，ZigBee将广泛应用于安防监控系统、传感器网络、家庭监控、身份识别系统和楼宇智能控制系统。
此外，ZigBee的目标市场主要包括PC外设(鼠标、键盘和游戏操纵杆)、消费电子设备(电视、VCR、CD、VCD和DVD上的遥控设备)、家庭中的智能控制(照明、燃气计量控制和报警等)。)、玩具(电子宠物)、医疗(监视器和传感器)和工业控制(监视器、传感器和自动控制设备)。
5、NFC
近场通信(NFC)是一种短距离和高频无线电技术，在13.56MHz下在20 cm内工作。其传输速度为106 Kbit/s、212 Kbit/s或424 Kbit/s.目前，近场通信已经通过了ISO/IEC IS 18092国际标准、ECMA-340标准和ETSI TS 102 190标准。NFC采用主动和被动两种读取模式。这项技术由非接触式射频识别(RFID)演变而来，由飞利浦半导体(现为恩智浦半导体公司)、诺基亚和索尼基于RFID和互联技术共同开发。
NFC近场通信技术是由非接触式射频识别(RFID)和互联技术的集成发展而来的。它将感应卡读卡器、感应卡和点对点的功能集成在一个芯片上，可以在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换。
NFC技术的优势和劣势
优势
安全性：与蓝牙或Wi-Fi等长距离通信连接协议相比，NFC是一种短距离通信技术，设备必须靠得很近，从而提供固有的安全性。
连接快，功耗低：比蓝牙连接快，功耗低，支持无电读数。NFC设备自动连接，无需手动配置。只要摇一摇，就能快速与信任的设备建立连接。
隐私：在可信认证的框架下，NFC技术为设备之间的信息交换和数据共享提供了安全性。
缺点：
传输距离短：RFID的传输范围可以达到几米甚至几十米，但是由于NFC采用的独特的信号衰减技术，NFC的有效距离只有10cm。NFC的传输速度也比较低。
NFC的三种应用类型
(1)设备连接。除了WLAN，NFC还可以简化蓝牙连接。例如，如果一个笔记本电脑用户想在机场上网，他只需要接近一个Wi-Fi热点。
(2)实时预订。例如，海报或展览信息的背面附有特定的芯片，因此您可以使用具有NFC协议的手机或PDA来获取详细信息，或者您可以使用信用卡在线立即购买门票。而且，这些芯片不需要独立的能源。
(3)移动商务。飞利浦Mifare技术支持全球多个大型交通系统，为客户提供银行行业Visa卡等多种服务。
6、超宽带
UWB(超宽带)是一种无载波通信技术，利用纳秒到皮秒的非正弦窄脉冲传输数据。UWB(超宽带)超宽带始于脉冲无线电技术，可以追溯到19世纪。后来Intel等大公司提出了使用UWB的MB-OFDM技术方案。由于两种方案完全不同，且各有强大的阵营支持，制定UWB标准的802.15.3a工作组未能在两者之间决定最终的标准方案，因此交由市场来解决。为了进一步提高数据速率，UWB采用了GHz频谱丰富的超短基带。
超宽带的优缺点
优势
(1)系统结构的实现比较简单：目前无线通信技术中使用的通信载波是连续的无线电波，载波的频率和功率在一定范围内变化，从而利用载波的状态变化来传输信息。而UWB不使用载波，通过发送纳秒脉冲来传输数据信号。
(2)高速数据传输：在民用物品中，一般要求UWB信号的传输范围在10m以内，根据修正后的信道容量公式，其传输速率可达500Mbit/s，是个人通信和无线局域网的理想调制技术。UWB为高速数据传输交换了非常宽的频率带宽，不单独占用已经拥挤的频率资源，而是共享其他无线技术使用的频段。
(3)低功耗：UWB系统采用间歇脉冲发送数据，脉冲持续时间很短，一般在0。20 ns和1。5 ns，具有非常低的占空比，并且系统的功耗可以非常低。在高速通信中，系统的功耗只有几百 W到几十mW。
(4)高安全性：物理层技术作为通信系统具有天然的安全性能。由于UWB信号一般将信号能量分散在很宽的频带内，对于一般的通信系统来说，UWB信号相当于白噪声信号，而且在大多数情况下，UWB信号的功率谱密度低于自然电子噪声，因此很难从电子噪声中检测出脉冲信号。通过编码对脉搏参数进行伪随机化后，脉搏检测会更加困难。
(5)强多径分辨率：由于常规无线通信中的射频信号大多是连续信号或者其持续时间远大于多径传播时间，多径传播效应限制了通信质量和数据传输速率。因为UWB无线电发射具有非常短的持续时间和非常低的占空比的单周期脉冲，所以多径信号在时间上是可分离的。
(6)定位准确：脉冲脉冲定位精度高。利用超宽带无线电通信很容易将定位和通信结合起来，这是常规无线电难以做到的。
(7)工程简单，成本低：在工程实现上，UWB比其他无线技术简单得多，可以全数字化。它只需要在一个数学模型中产生和调制脉冲
超宽带的应用
UWB主要应用于雷达和图像系统，作用距离小，分辨率高，能够穿透墙壁、地面和身体。另外，这种新技术适用于对速度要求非常高(100 Mb/s以上)的局域网或pan，即光纤投资昂贵。一般UWB的传输性能在10m以内可以达到几百Mbps，对于长距离的应用，IEEE802.11b或者家用射频无线PAN的性能会优于UWB。
把UWB看作蓝牙技术的替代品可能更合适，因为后者的传输速率远不如前者，蓝牙技术的协议也更复杂。超宽带具有一定的兼容性、高速率、低成本和低功耗，更适合家庭无线消费市场的需求。UWB特别适合在短距离内高速传输大量多媒体数据，并且可以穿透障碍物，这使得许多商业公司将其视为一种很有前途的无线通信技术，并将其应用于家庭场合，如从机顶盒到数字电视的文章信号的无线传输。
7、DECT
数字增强型无绳电信(DECT)系统是由欧洲电信标准协会制定的增强型数字无绳电话标准。它是一种开放的、不断发展的数字通信标准，主要用于无绳电话系统。一种无绳通信框架，可以为高用户密度和小规模通信提供高质量的语音和数据服务。