外观
无线射频传输方式
常见频段分类
| 频段 | 频率范围 | 常见标准/协议 | 特点 |
|---|---|---|---|
| LF（Low Frequency） | 30-300Khz | RFID（低频） | 传输距离短、穿透性强，速率低、常用于门禁、动物标签 |
| HF（High Frequency） | 3-30Mhz | RFID（13.56Mhz）、NFC | 成本低、距离短，通常小于1m |
| VHF（Vrey High Frequency） | 30-300Mhz | 调频广播、业余无线电 | 成本低、距离远，抗干扰能力弱 |
| UHF（Ultra High Frequency） | 300-3000Mhz | RFID（860-960Mhz）、Lora、Wifi、蓝牙 | 最常用的物联网通信频段、速率距离均适中，且应用、协议丰富 |
| SHF（Super High Frequency） | 3-30Ghz | Wi-Fi 5/6、5G、卫星通信 | 速率高、距离短、穿透能力差 |
| EHF（Extremely High Frequency） | 30-300Ghz | 5G毫米波、毫米波雷达 | 速率极高、距离极短适合高速数据传输和精确雷达观测 |
RFID各频段对比
| 分类 | 工作频率 | 常见标准 | 读写距离 | 特点 | 常见应用 |
|---|---|---|---|---|---|
| 低频 RFID (LF) | 125 kHz 或 134.2 kHz | ISO 11784/11785、ISO 14223 | < 0.5 m | - 穿透力强，对金属/水影响小 - 速率低、读距短 | 动物耳标、门禁卡、汽车防盗钥匙 |
| 高频 RFID (HF) | 13.56 MHz | ISO 14443 (A/B)、ISO 15693、NFC | < 1 m（常见 10–50 cm） | - 速率中等 - 受金属影响较大 | 交通卡、校园卡、电子护照、NFC 手机支付 |
| 超高频 RFID (UHF) | 860–960 MHz（区域不同略有差异） | ISO 18000-6C (EPC Gen2) | 1–10 m（有源可达 >100 m） | - 速率高，可同时识别大量标签 - 对金属、水敏感，需要设计天线 | 物流追踪、仓储盘点、资产管理、生产线识别 |
| 微波 RFID（少见） | 2.45 GHz 或 5.8 GHz | ISO 18000-4 | >10 m | - 数据速率高 - 抗干扰一般 | 高速公路 ETC、车辆识别 |
Wifi的频段分类
目前Wi-Fi技术主要有Wi-Fi4、Wi-Fi5、Wi-Fi6、Wi-Fi7，其中：
- 2.4Ghz频段（Wi-Fi4/5/6都支持），介于UHF和SHF交界处，一般算作UHF
- 5Ghz频段（Wi-Fi5/6重点使用），频率在5.15-5.825Ghz之间，已经算作SHF；
- 6Ghz频率（Wi-Fi6/7使用较多），完全属于SHF频段。
调制方式分类
| 调制方式 | 常见应用 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|---|
| ASK（幅移键控） | 简单低速RF遥控（315/433Mhz遥控器） | 电路简单、成本低 | 抗干扰能力差、误码率高 |
| FSK（频移键控） | NRF24L01、CC1101等2.4Ghz模块 | 抗干扰能力强、距离远 | 成本比ASK高 |
| PSK（相移键控） | Wi-Fi、蓝牙、Zigbee | 频谱效率高、误码率低 | 设计复杂、需要相干解调 |
| QAM（正交幅度调制） | LTE、5G、Wi-Fi6 | 速率高、频谱利用率高 | 对噪声敏感，需要高线性功放 |
2.4G调制方式
NRF24L01、Wi-Fi、蓝牙等协议设备，都工作在2.4Ghz频段，但是由于设计目标、带宽利用率、复杂度以及功耗考虑，调制手段会有所区别；nRF24L01追求简单+省电+稳定，Wi-Fi要求高吞吐量，必须要高阶调制提高频谱效率。
| 对比点 | nRF24L01 (FSK/GFSK) | Wi-Fi (BPSK/QPSK/16-QAM/64-QAM) |
|---|---|---|
| 目标 | 低功耗、低成本、短包通信 | 高速数据传输 |
| 典型速率 | 250 kbps / 1 Mbps / 2 Mbps | 11 Mbps (802.11b) ~ 数 Gbps (Wi-Fi 6) |
| 芯片复杂度 | 极低，可用简单 MCU 驱动 | 高，需要专用基带、射频和 DSP |
| 带宽 | 1 MHz 或 2 MHz 信道宽度 | 20/40/80/160 MHz 信道宽度 |
| 典型功耗 | < 15 mA 发射电流 | 数百 mA（高速通信时） |
常见无线通信技术
| 技术 | 频段 | 速率 | 典型距离 | 应用 |
|---|---|---|---|---|
| 蓝牙（Bluetooth/BLE） | 2.4Ghz | 125kbps-2Mbps | 10-100m | 可穿戴设备、音频传输、传感器网络 |
| Wi-Fi（802.11） | 2.4/5/6Ghz | 11Mbps – 数Gbps | 10-100m | 局域网、高速数据传输 |
| ZigBee/Thread | 2.4Ghz | 20–250 kbps | 10-100m | 智能家居、低功耗物联网 |
| LoRa | 433/868/915 MHz | 0.3–50 kbps | 1–10 km（部分极限可到15 km） | 远距离、低速率物联网 |
| NFC | 13.56 MHz | 106–424 kbps | <10 cm | 移动支付、门禁 |
| UWB | 3.1–10.6 GHz | 27 Mbps – 1 Gbps | <10 cm | 精准定位、短距离高速传输 |
| 蜂窝通信 (2G/3G/4G/5G) | 700 MHz – 40 GHz | xkbps – xGbps | km级 | 移动通信、物联网广域连接 |
| 卫星通信 | L/S/X/Ka波段 | kbps – 数百Mbps | 全球覆盖 | 远程通信、导航、物联网 |
Thread技术定义
Thread是一种基于IPv6的低功耗无线网状网络协议，工作在2.4Ghz IEEE802.15.4物理层上（和ZigBee共用相同物理层），原生支持IPv6，未来与互联网直接兼容，通过边界路由器可直接网络互通。
| 对比项 | Thread | ZigBee | Wi-Fi | BLE Mesh |
|---|---|---|---|---|
| 物理层 | IEEE 802.15.4 | IEEE 802.15.4 | IEEE 802.11 | BLE (2.4GHz) |
| 网络层 | IPv6 (6LoWPAN) | 自定义（非IP） | IP | 自定义 |
| 拓扑 | Mesh | Mesh/Star | Star | Mesh |
| 典型速率 | 250 kbps | 250 kbps | Mbps级 | ~1 Mbps |
| 节点数 | 200+ | 200+ | 32 左右 | 100+ |
| 互操作性 | 高（原生支持 IP） | 低，需要网关协议转换 | 高 | 中 |
| 功耗 | 低 | 低 | 高 | 低 |
UWB技术定义
UWB（超宽带通信，Ultra-Wideband） 是一种使用 超宽频谱（>500 MHz 带宽） 进行低功率、高精度通信和测距的无线技术。测量、定位精度可达到cm级别。
| 特性 | 说明 |
|---|---|
| 超宽带 | 信号占用带宽极大（500 MHz+），所以叫“超宽带” |
| 低功率 | 发射功率密度非常低，不干扰其他无线设备（FCC规定 ≤ -41.3 dBm/MHz） |
| 高精度测距 | 时间分辨率高，可做到 <10 cm 定位精度 |
| 高抗干扰 | 宽带 + 脉冲调制 → 多径分辨能力强，不容易被窄带干扰影响 |
| 速率可调 | 最高可达数百 Mbps，但大多数应用只需几 Mbps |
| 安全性强 | 脉冲信号像“噪声”，不易被截获 |