无线通讯方案性能对比（蓝牙，UWB，Zigbee和WIFI）

时常有朋友发现在做产品开发或者在做学习的时候没有办法理解各种无线通讯方式之间的差异。也时常有朋友会问：蓝牙和Zigbee有啥区别？什么时候会用Zigbee而为什么不能都用wifi呢。接下来就通过几张简单的图片表格和大家分享下基于各种协议标准下的各种通讯方式到底有何优劣！
简介

蓝牙，UWB（即无载波通讯技术），Zigbee和WIFI分别对应IEEE802.15.1,802.15.3,802.15.4和802.11a/b/g标准协议。蓝牙和WIFI都是大家熟知的技术。蓝牙是为短距离低成本应用场景而设计，从而取代数据线的解决方案，比如用于鼠标，键盘，摇杆和打印机等等。WIFI现在可以说是生活不可获取的部分，要是没了WIFI，我想很多小年轻都不知道怎么过日子，最近也不少消息提到在出租车，车站等地铺设WIFI的规划。可见其与现代生活的精密联系，所以不用多少WIFI就是拿来上网的...

UWB近两年确实备受关注，它是一种短距离高速无线通讯方案。这项技术最让人兴奋的点莫过于其超过110Mbps（到480Mbps）的带宽，这基本能满足大部分在家用网络中的视频、音频传输，并且其高速能取代USB2.0。工科背景的朋友相信不会对Zigbee技术陌生，Zigbee的特点就是低功耗，自组网的无线网络，多用于传感器数据网络搭建，应用场景往往数据流网和速率要求苛刻，而对功耗这块有更高的要求。


通讯技术对比

如图1所示是4种协议的基本性能对比，其中需要注意的是距离对比参数，固然早期相对低速率的蓝牙和Zigbee协议的通讯距离基本定位在10m左右，但是实质上，低功耗的这两种通讯方式都在增强其覆盖面。据最近的蓝牙联盟培训获悉，蓝牙4.0也在布局室内定位方案，同时明年可能公布支持300m以上的中距离蓝牙协议。至于Zigbee协议，已经有大量的硬件支持远距离通讯，有些甚至能让传感网络建立到1.5公里之外。需要注意，Zigbee、蓝牙及WIFI都有2.4Ghz的工作频道，顾同时使用下的信号干扰在所难免。这也是近期比较多的WIFI双频类产品的价值所在。

典型系统参数

功耗对比

通过典型系统参数及功耗对比图，大家可以非常直观的看出这几种协议及方案造就的硬件差异。总的来说，蓝牙、Zigbee适用于有限能源的低数据量传输的应用，如移动设备、现在比较火的可穿戴式（可穿戴式现在普遍方案为蓝牙4.0 BLE，虽然功耗上Zigbee有优势，但是毕竟Zigbee不能直接与手机或平板等移动设备连接。）。此外智能家居的很多应用场景需要产品使用内置电源供电时，Zigbee也有广泛的应用空间。前一段时间，Zigbee联盟就公布了基于Zigbee灯光控制标准Zigbee light link（ZLL），基于Zigbee数据网络的楼宇控制系统也是屡见不鲜。

总结

技术方案皆有其优劣之处，只是把对的东西放到它被需要的地方。主要知识和信息来源于<A Comparative Study of Wireless Protocols:Bluetooth, UWB, ZigBee, and Wi-Fi> by Jin-Shyan Lee, Yu-Wei Su, and Chung-Chou Shen。附件是paper原稿全貌，有兴趣的小伙伴们可以深入了解下。