En este artículo vamos a hablar de la tecnología de comunicación inalámbrica. En lo que respecta a la comunicación inalámbrica en el Internet de las cosas, creo que la mayoría de la gente está familiarizada con ella, como 2G, 3G, 4G, Wi-Fi, Bluetooth y otras tecnologías habituales en nuestra vida cotidiana. La tecnología de comunicación inalámbrica se utiliza ampliamente en hogares inteligentes, transporte inteligente y otros sectores. Vamos a conocer la tecnología de comunicación en redes inalámbricas. En primer lugar, presentaremos dos tipos de métodos de comunicación inalámbrica: la comunicación móvil celular de larga distancia y la comunicación inalámbrica de corta distancia.
Longo alcance: comunicaciones móviles por red celular
El primer tipo de tecnología de comunicación inalámbrica es la comunicación móvil celular, que suele referirse a lo que a menudo denominamos tecnologías de comunicación 2G, 3G y 4G. En la actualidad, la mayoría de los dispositivos terminales del Internet de las Cosas utilizan el método de comunicación GPRS, que a menudo se denomina 2G. Una de estas tecnologías, como el acceso a la red de muchas bicicletas compartidas y el de los terminales de punto de venta (TPV), se realiza a través de GPRS. (Las comunicaciones de larga distancia no se limitan solo a 2G, 3G y 4G; hablaremos de otras más adelante).
Tecnología de comunicación inalámbrica de corto alcance
La segunda categoría la constituyen los métodos de comunicación inalámbrica de corto alcance, como Bluetooth, Wi-Fi, ZigBee, Z-Wave, etc. En primer lugar, hablemos de Bluetooth.
(1) Bluetooth
Bluetooth es un estándar de tecnología de comunicación digital inalámbrica de corto alcance y alta capacidad. Creado por el gigante de las telecomunicaciones Ericsson como alternativa a las líneas de datos RS232, Bluetooth permite la comunicación a corta distancia entre dispositivos fijos y móviles, así como la creación de redes de área personal. La transmisión de datos utiliza principalmente ondas de radio en la banda ISM de 2,4-2,48 GHz, con una velocidad máxima de transmisión de datos de 1 Mbps y una distancia máxima de transmisión de entre 10 cm y 10 metros (la distancia de transmisión puede alcanzar los 100 metros aumentando la potencia de transmisión).
Entre las aplicaciones habituales de Bluetooth se incluyen, además de los teléfonos móviles, los auriculares Bluetooth, los altavoces, los dispositivos wearables inteligentes y los electrodomésticos, todos los cuales se comunican a través de la red Bluetooth. La comunicación Bluetooth se caracteriza por su alta velocidad, su bajo consumo energético y su elevada seguridad. Sin embargo, también presenta algunas desventajas; concretamente, la red Bluetooth cuenta con pocos nodos y no es adecuada para el control multipunto.
(2) Wi-Fi
Lo segundo que hay que presentar es el Wi-Fi. El Wi-Fi nos resulta familiar a todos. Es una tecnología que permite a los dispositivos electrónicos conectarse a una red de área local inalámbrica (WLAN). Suele utilizar la banda de frecuencias de radio ISM de 2,4 GHz (UHF) o de 5 GHz (SHF). La conexión a una red LAN inalámbrica suele estar protegida con contraseña, aunque también puede ser abierta. Cuando es abierta, cualquier dispositivo que se encuentre dentro del alcance de la WLAN puede conectarse. El Wi-Fi desempeña un papel importante en nuestras vidas. Los ordenadores personales, los teléfonos móviles y muchos otros dispositivos pueden conectarse a una red Wi-Fi. El Wi-Fi tiene una amplia cobertura y una rápida velocidad de transmisión de datos, pero la seguridad de la transmisión no es buena, la estabilidad es deficiente y el consumo de energía es ligeramente elevado.
(3) ZigBee
Entonces, ¿qué es la tecnología ZigBee? Entre las tecnologías de comunicación inalámbrica de corta distancia, ZigBee es también una tecnología muy utilizada en el Internet de las cosas. ZigBee es un protocolo de red de área local de bajo consumo basado en el estándar IEEE 802.15.4. ZigBee se diferencia de las comunicaciones móviles celulares en que se utiliza ampliamente en la industria y en el ámbito de los hogares inteligentes; ZigBee se caracteriza por ser más sencillo, más fácil de usar, fiable y económico.
Las comunicaciones móviles están diseñadas principalmente para las comunicaciones de voz. El valor de cada estación base suele superar el millón de yuanes, mientras que el de una “estación base” ZigBee es inferior a 1.000 yuanes. Cada nodo de red no solo puede utilizarse como objeto de monitorización, sino también como el propio nodo de red al que está conectado. Los sensores recogen y supervisan los datos directamente, y también pueden transferir automáticamente los datos transmitidos desde nodos de red identificados.
En muchas aplicaciones del IoT, se utiliza ZigBee para la comunicación. En algunos terminales de electrodomésticos funcionales, incluidas algunas soluciones de IoT convergentes a través de pasarelas, se utiliza ZigBee en la comunicación de bajada. La tecnología ZigBee es una tecnología de comunicación inalámbrica de corta distancia y baja velocidad que se caracteriza por su corta distancia, baja complejidad, autoorganización, bajo consumo energético y baja velocidad de transmisión de datos.
Aunque ZigBee puede alcanzar cientos de metros en entornos abiertos punto a punto, en algunos casos de uso, como los de aparcamientos inteligentes, cuando un objeto de gran tamaño, como un coche, bloquea la señal, la atenuación de la misma es muy acusada, y la compatibilidad entre los distintos chips ZigBee es escasa. La red ZigBee es más flexible, pero su mantenimiento resulta más complicado.
(4) Z-Wave
Z-Wave es una tecnología emergente de comunicación inalámbrica de corta distancia, basada en radiofrecuencia, de bajo coste, bajo consumo y alta fiabilidad. Z-Wave es una especificación de red inalámbrica liderada por la empresa danesa Zensys. La Alianza Z-Wave: todos sus miembros son fabricantes que ya cuentan con productos en el mercado en el ámbito del hogar inteligente. La alianza cuenta ya con más de 160 empresas de renombre internacional, que abarcan prácticamente todos los países y regiones del mundo.
La tecnología Z-Wave está diseñada para aplicaciones de control residencial, de iluminación y comercial, así como para la lectura de estados, tales como la lectura de contadores, el control de la iluminación y de los electrodomésticos, el control de accesos y la detección de robos e incendios, entre otras. El alcance efectivo de las señales Z-Wave es de 30 m en interiores y puede superar los 100 m en exteriores, lo que la hace adecuada para aplicaciones de banda estrecha.
La ventaja de la comunicación Z-Wave es que la estructura de la red Z-Wave es sencilla, con un bajo consumo energético, un coste reducido y una gran fiabilidad. La desventaja es que la velocidad es baja y el estándar no es abierto. El chip solo se puede adquirir a través de Sigma Designs, que es el único proveedor.
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