浅谈WiFiNB-IoTLoRaZigBee4G无线通信技术

浅谈WiFiNB-IoTLoRaZigBee4G无线通信技术

随着科学技术的发展,无线通信技术水平显着提高并得到快速提升。 特别是近年来物联网的发展已经渗透到民用和工业领域。 不同的无线通信方式在组网和功耗方面存在显着差异。 、通信距离、安全性、稳定性等方面都有所不同。 因此,不同的无线通信方式有不同的应用场景。 目前,工业物联网中最常见的无线通信方式有WiFi、NB-IoT、LoRa、ZigBee、4G等。

WiFi基于IEEE802.11通信协议。 它是一种允许具有WiFi功能的设备连接到无线局域网(WLAN)的技术。 WiFi的全称是无线保真。 大多数WiFi版本工作在2.4GHz免许可频段,传输范围在100,200米以内,具体取决于应用环境。 流行的802.11n的速度高达300Mbps,而工作在5GHz ISM频段的较新的802.11ac甚至可以超过1.3Gbps。 目前,部分工厂已覆盖专用WiFi网络。 对于此类应用环境,建议使用WiFi通讯; WiFi通信具有成本低、速度快的优点;

NB-IoT(Narrow Band Internet of Things,简称NB-IoT)是基于蜂窝网络的窄带物联网。 可直接部署在GSM网络、UMTS网络或LTE网络上,降低部署成本,实现平滑升级。 是物联网领域的领先技术。 作为一项新兴技术,我国已经处于大规模商用阶段,特别是在水表、燃气表行业。 NB-IoT具有低功耗、低BOM成本的优点,但会产生运营费用。 同时,运营商需要在没有网络覆盖的地方完成网络部署。

LoRa(Long Range,简称LoRa)无线传输是美国Semtech公司推出的一种基于扩频技术的低功耗窄带远距离通信技术。 LoRa采用线性调频扩频调制技术将能量传播到噪声中。 即使低于噪声25dB仍能恢复,而FSK需要高于噪声8dB才能正常工作; 在保持低功耗的同时,增加通信距离和网络效率; 在相同发射功率下优于传统无线。 射频通讯距离扩大3-5倍。 LoRa通信具有成本低、通信距离远、网络部署灵活等特点。 但需要考虑通信速度慢、需要自建网络等问题;

ZigBee是一种基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。 它是一种短距离、低功耗、低成本的无线自组网通信技术。 在国内,ZigBee主要工作在2.4G频段,共有16个通道,理论通信速率为250kbps; 与其他无线通信技术不同,ZigBee的网络拓扑主要包括星型网络和网状网络,网络具有自组织网络和自愈能力,可实现多级中继通信服务; 其特点是功耗低、网络自组织、节点数量多。 由于工作在2.4G频段,受到发射功率的限制,ZigBee的通信距离一般在100m以内; 多级无线中间通信也会降低整个链路的通信速率。

4G通信技术是第四代移动信息系统,其中正交频分复用(OFDM)技术最受关注。 利用这项技术,人们可以实现无线区域环路(WLL)和数字音频广播(DAB)。 无线通信增殖服务等方面,4G通信技术在智能通信设备上的应用使用户能够更快地访问互联网,速度可达100Mbps。 对于工业应用,4G通信具有信号覆盖范围广、速度快的特点; 然而,较高的成本、功耗和运营费用使其不适合小型传感器,通常用于较大的集中器或智能终端。 设备。

综上所述,每种通信技术都有其优点,但也不可避免地存在一些缺点。 为了更直观的展示,我们用六边形的方式展示其差异; 六个角分别对应通信距离、通信速率、功耗、BOM成本、运营成本、信号覆盖范围。

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如图所示,位置越靠近最外面的尖角,对应的方面越有利。 以运营成本为例,LoRa通信不产生运营费用,具有比较好的运营成本优势; NB-IoT和4G通信不具备这一优势。

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