LoRa、Wi-Fi、ZigBee、NB-IoT、蓝牙5.0等物联网无线技术技术盘点。
LoRa(长途)是由Semtech开发的技术。其典型工作频率为美国915MHz,欧洲868MHz,亚洲433MHz。LoRa的物理层(PHY)使用独特的FM线性调频扩频技术和前向纠错(FEC)。这种扩频调制允许多个无线电设备使用相同的频带,只要每个设备使用不同的啁啾和数据速率。其典型射程为2km至5km,最远可达15km,具体视位置和天线特性而定。
LoRa芯片处于整个产业链的核心,重要性不言而喻。值得注意的是,目前美国Semtech公司是LoRa芯片的核心供应商,持有LoRa底层技术的核心专利。Semtech有两个主要客户。一家是Semtech LoRa芯片ip授权的半导体公司。二是直接用Semtech芯片做SIP芯片的厂商,包括Microchip等。
无线保真
Wi-Fi广泛用于许多物联网应用,最常见的是作为从网关到连接到互联网的路由器的链接。但是,它也用于需要高速和中等距离的主要无线链路。
大部分Wi-Fi版本工作在2.4GHz免授权频段,传输距离长达100米,视应用环境而定。流行的802.11n的速度可以达到300Mb/s,而工作在5GHz ISM频段的较新的802.11ac的速度甚至可以超过1.3Gb/s/s..
即将推出适用于物联网应用的新版Wi-Fi HaLow。该版本的代号为802.11ah,美国使用902MHz至928MHz的免授权频段,其他国家使用1GHz以下的类似频段。虽然大多数Wi-Fi设备在理想条件下只能达到100米的最大覆盖范围,但HaLow在合适的天线下可以达到1公里。
802.11ah的调制技术是OFDM,在1MHz信道中使用24个子载波,在更宽带宽的信道中使用52个子载波。它可以是BPSK、QPSK或QAM,因此可以提供各种数据速率。大多数情况下,100kb/s到几Mb/s的速率就足够了——真正的目标是低功耗。Wi-Fi联盟透露将在2018之前完成802.11ah的测试认证计划。
物联网应用的另一个新Wi-Fi标准是802.11af。它设计用于使用54MHz至698MHz范围内的电视空白频段或未使用的电视频道。这些信道适合长距离和NLOS传输。调制技术是使用BPSK、QPSK或QAM的OFDM。每个6MHz信道的最大数据速率约为24Mb/s,但在较低的VHF电视频段有望实现更长的距离。
ZigBee
ZigBee又称ZigBee,是一种低速短距离传输的无线网络协议。底层是采用IEEE 802.15.4标准规范的媒体接入层和物理层。主要特点是速度低、功耗低、成本低、支持大量在线节点、支持多种在线拓扑、复杂度低、快速、可靠、安全。ZigBee是物联网的理想选择之一。
虽然ZigBee一般工作在2.4GHz ISM频段,但也可以用在902MHz到928MHz和868MHz频段。在2.4GHz频段,数据速率为250kb/s。它可用于点对点、星形和网格配置,支持多达254个节点。与其他技术一样,安全性由AES-128加密来保证。ZigBee的一个主要优势是,它有针对特定应用(包括物联网)预先开发的软件应用配置文件。最终产品必须获得许可。
ZigBee技术采用的自组织网络是什么?一个简单的例子可以说明这个问题。一组伞兵空降时,每人手持一个ZigBee网络模块终端,在地面着陆后,只要在网络模块的通信范围内,就可以通过自动搜索对方,迅速形成一个互联的ZigBee网络。而且由于人的移动,他们之间的联系也会发生变化。因此,该模块还可以通过再次找到通信对象来刷新原始网络,确定它们之间的联系。这是临时网络。
n B-物联网
窄带物联网(NB-IOT)已经成为万物互联的一个重要分支。NB-IoT构建在蜂窝网络中,仅消耗约180KHz带宽,可直接部署在GSM网络、UMTS网络或LTE网络中,降低部署成本,实现平滑升级。
NB-IoT是物联网领域的一项新技术,支持广域网中低功耗设备的蜂窝数据连接,也称为低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求高的设备高效连接。据说NB-IoT设备的电池寿命至少可以提高10年,同时可以提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。
蓝牙5.0
蓝牙是一种无线传输技术。理论上可以在100米左右的短距离内连接设备,但实际使用中只有10米左右。它最大的特点是可以方便地携带移动通信设备和计算机,无需线缆即可联网,传输数据和信息。目前广泛应用于智能手机与智能穿戴设备的连接、智能家居、车载物联网等领域。新到来的蓝牙5.0不仅可以向下兼容老版本的产品,还可以带来更高的速度和更长的传输距离的优势。