物聯網常用的無線通訊技術

2021-10-25 17:39:45 字數 2741 閱讀 3321

低功耗長距離無線通訊技術

無線技術對比

物聯網無線通訊技術根據通訊距離可以分為短距離通訊技術和低功耗長距離通訊技術(lpwa)。

「藍芽」是一種大容量近距離無線數字通訊技術標準,其目標是實現最高資料傳輸速率1mbps、最大傳輸距離為10厘公尺~10公尺的資料傳輸,通過增加發射功率傳輸距離可達到100公尺。

優點:速率快、低功率,安全係數高。

缺點:網路節點少,不適合多點布控。

wifi是一種允許電子裝置連線到乙個無線區域網(wlan)的技術,通常使用2.4g uhf或5g shf ism射頻頻段。

優點:覆蓋範圍廣,資料傳輸速率快。

缺點:傳輸安全性不好,穩定性差,功率略高,組網能力差。

zigbee是基於ieee802.15.4標準的低功耗區域網協議。根據國際標準規定,zigbee技術是一種短距離、低功耗的無線通訊技術。這一名稱(又稱紫蜂協議)**於蜜蜂的八字舞,由於蜜蜂(bee)是靠飛翔和「嗡嗡」(zig)地抖動翅膀的「舞蹈」來與同伴傳遞花粉所在方位資訊,也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構成了群體中的通訊網路。

其特點是近距離、低複雜度、自組織、低功耗、低資料速率。主要適合用於自動控制和遠端控制領域,可以嵌入各種裝置。

sigfox網路利用了超窄帶unb技術,傳輸功率水平非常低,並仍然能維持乙個穩定的資料連線。sigfox無線鏈路使用免授權的ism射頻頻段。頻率根據國家法規有所不同,在歐洲廣泛使用868mhz,在美國是915mhz。

sigfox網路拓撲是乙個可擴充套件的、高容量的網路,具有非常低的能源消耗,同時保持簡單和易於部署的基於星型單元的基礎設施。

sigfox網路效能特徵:每天每裝置140條訊息;每條訊息12個位元組(96位);無線吞吐量達100位/秒。

sigfox也是商用化速度較快的乙個lpwan網路技術,它採用超窄帶技術,使得網路裝置消耗50微瓦的功率為雙向單向通訊或100微瓦。這一協議sigfox公司擁有,其創始人是法國企業家ludovic le moan,主要打造低攻耗、低成本的無線物聯網專用網路。目前,sigfox 的網路覆蓋法國、西班牙、荷蘭和英國的10 個大城市。

lora是乙個基於開源的mac層協議的低功耗廣域網標準,基於sub-ghz的頻段使其更易以較低功耗遠距離通訊,可以使用電池供電或者其他能量收集的方式供電。

lora無線技術的主要特點:長距離:1-20km;節點數:萬級,甚至百萬級;電池壽命:3-10年;資料速率:0.3-50kbps

lora是lpwa通訊技術中的一種,是美國semtech公司採用和推廣的一種基於擴頻技術的超遠距離無線傳輸方案。這一方案改變了以往關於傳輸距離與功耗的折衷考慮方式,為使用者提供一種簡單的能實現遠距離、長電池壽命、大容量的系統,進而擴充套件感測網路。目前,lora主要在全球免費頻段執行。

目前lora網路已經在世界多地進行試點或部署,截至目前最新公布的資料,已經有17個國家公開宣布建網計畫,120多個城市地區有正在執行的lora網路,如美國、法國、德國、澳大利亞、印度等等國家,荷蘭、瑞士、南韓等更是部署或計畫部署覆蓋全國的lora網路。

nb-iot是基於蜂窩的窄帶物聯網,其構建與蜂窩網路,只消耗大約180khz的頻寬。可直接部署於gsm網路、umts網路或者lte網路,以降低部署成本、實現平滑公升級。

nb-iot聚焦低功耗廣覆蓋物聯網市場,是一種可在全球範圍內廣泛應用的新興技術。具有覆蓋廣、連線多、速率低、成本低、功耗低、架構優等特點。

目前國內三大運營商的nb-iot網路均已開放商用,可能是有些城市還沒有覆蓋。前兩年(2018)我們做競賽的時候就已經可以使用了,據我推測,在國內最後大規模使用的物聯網長距離通訊技術應該會是nb-iot,因為nb-iot連線數量可達百萬級,和lora、sigfox相比安全性最高,但目前來看缺點就是成本還是稍微有點高,運營商收費大概20元/年,乙個模組成本大概也要20-80元不等,但是隨著使用規模的擴大,成本下降也是早晚的事情,因此本人還是比較看好nb-iot會成為物聯網通訊的乙個標準。

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