什么是2.4G无线通信？
之前嵌入式project的通信中用到了2.4G模块，借此机会来了解一下这项技术。
2.4G无线通信是一种工作在2.4GHz频段的无线通信技术，具体频率范围是2.400GHz到2.4835GHz。这个频段属于ISM（工业、科学、医疗）频段，全球免授权使用，因此成为了各类无线通信技术的"必争之地"。
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2.4G是怎么工作的？
想象一下收音机调频的过程，2.4G通信的原理也类似：
基本原理
发射端将数据调制到2.4GHz的载波信号上
通过天线将调制后的射频信号发射出去
接收端捕获射频信号并解调出原始数据
数据传输速率可达几Mbps到几百Mbps不等
为什么选择2.4GHz？
频率较高，可实现较大带宽
天线尺寸合适，适合便携设备
全球统一免费频段，使用成本低
穿透能力和传输距离较为均衡
调制技术详解
就像把声音变成无线电波传输：
常用调制方式
GFSK：高斯频移键控，常用于蓝牙
O-QPSK：正交相移键控，用于ZigBee
OFDM：正交频分复用，WiFi采用
为什么需要不同调制方式？
不同应用场景对速率要求不同
需要在抗干扰和功耗间权衡
复杂调制提供更高速率但耗电更多
信道划分
2.4G频段通常分为多个信道
WiFi使用11个主要信道
蓝牙采用跳频技术使用79个信道
2.4G能做什么？
2.4G无线通信有多种协议和应用场景：
WiFi（IEEE 802.11）
高速无线网络接入
视频流传输
智能家居网络
蓝牙（Bluetooth）
音频传输
外设连接
低功耗数据传输
ZigBee
传感器网络
智能照明
家庭自动化
私有协议
遥控玩具
无线鼠标键盘
工业控制
2.4G与WiFi、蓝牙的区别
想象2.4G频段就像一条高速公路，WiFi和蓝牙就像在这条公路上行驶的不同类型的车辆。让我们从几个方面来理解它们的区别和关系：
基础概念关系
2.4G是物理层概念：
就像高速公路本身
只代表通信使用的频率范围（2.400GHz-2.4835GHz）
是最基础的物理传输媒介
WiFi/蓝牙是协议层概念：
就像高速公路上的不同交通规则
在2.4G频段上构建的完整通信协议
包含了更复杂的通信规则和机制
协议标准差异
WiFi：
IEEE 802.11标准
面向高速数据传输
典型速率：几十Mbps到几Gbps
蓝牙：
IEEE 802.15.1标准
面向低功耗短距离通信
典型速率：1-3Mbps（经典蓝牙）
普通2.4G：
私有协议（如nRF24L01）
简单灵活的协议栈
典型速率：250Kbps-2Mbps
技术特点对比 | 特性 | WiFi | 蓝牙 | 普通2.4G | |------|------|------|-----------| | 功耗 | 高 | 低（特别是BLE） | 中等 | | 距离 | 50-100m | 10-50m | 10-100m | | 组网 | 星型 | 点对点/微微网 | 灵活多样 | | 成本 | 较高 | 中等 | 较低 | | 延迟 | 较高 | 中等 | 较低 |
应用场景对比
WiFi适合：
高速网络接入
视频流传输
智能家居网络
蓝牙适合：
音频传输
可穿戴设备
低功耗设备连接
普通2.4G适合：
遥控遥测
实时控制
简单数据传输
技术选型建议
根据实际需求选择合适的技术： 1. 需要接入互联网 → 选择WiFi 2. 追求低功耗 → 选择蓝牙（特别是BLE） 3. 要求低延迟、简单可靠 → 选择普通2.4G 4. 成本敏感 → 普通2.4G最经济
2.4G的特点
优势
全球通用免费频段
硬件成本低
技术成熟可靠
应用生态丰富
局限性
频段拥挤，易受干扰
穿墙能力一般
功耗相对较高
安全性需要额外保障
关键技术指标
传输距离：室内10-100米
功耗：mW到W级别
速率：几Kbps到几百Mbps
延迟：ms级别
总结
2.4G无线通信凭借其免授权、低成本、技术成熟等优势，已经成为目前最普及的短距离无线通信技术之一。尽管面临着日益拥挤的频谱环境，但通过合理的系统设计和优化，仍然可以实现稳定可靠的无线通信。随着物联网的发展，2.4G技术将继续在各类应用场景中发挥重要作用。