隨著國內(nèi)無線通信、物聯(lián)傳感等相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展，目前大量住房、酒店、商廈、辦公樓智能化升級已經(jīng)開始，人們慢慢開始適應(yīng)更加智能化的日常工作和生活。不僅僅是民用方面，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也開始慢慢融入工業(yè)領(lǐng)域。
在實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的短距無線通訊技術(shù)里面，藍牙、Wi-Fi、zigbee 是目前應(yīng)用廣泛的三種短距無線通訊技術(shù)；而4G、5G、NB-IoT、Sigfox、LoRa是遠距離無線傳輸技術(shù)的代表。
短距離傳輸技術(shù)
1.藍牙：
藍牙是一種設(shè)備之間進行無線通信的技術(shù)，可實現(xiàn)固定設(shè)備、移動設(shè)備和樓宇個人域網(wǎng)之間的短距離數(shù)據(jù)交換，藍牙可連接多個設(shè)備，克服了數(shù)據(jù)同步的難題。藍牙使用短波特高頻(UHF)無線電波，經(jīng)由2.4至2.485GHz的ISM頻段來進行通信，通信距離從幾米到幾百米不等。
優(yōu)點 ：
- “低功耗藍牙”模式下實現(xiàn)了低功耗，覆蓋范圍增強，大范圍可超過100米。
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- 支持復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)：針對一對一連接優(yōu)化，并支持星形拓撲的一對多連接等。
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- 智能連接：增加設(shè)置設(shè)備間連接頻率的支持，*6網(wǎng)絡(luò)支持。
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- 較高安全性：使用AES-128 CCM加密算法進行數(shù)據(jù)包加密和認證。
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- 藍牙模塊體積很小，便于集成。
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- 可以建立臨時性的對等連接(Ad-hoc Connection)：根據(jù)藍牙設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的角色，可分為主設(shè)備(Master)與從設(shè)備(Slave)。
缺點：
- 藍牙的各個版本不兼容，組網(wǎng)能力差；網(wǎng)絡(luò)節(jié)點少，不適合多點布控。
2.Wi-Fi：
Wi-Fi是一種無線局域網(wǎng)通信技術(shù)，全稱Wireless-Fidelity，無線保真，IEEE組織的IEEE 802.11標準制定了以太網(wǎng)的技術(shù)標準。Wi-Fi終端指使用高頻無線電信號發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，使用以太網(wǎng)通信協(xié)議，通信距離通常在幾十米，目前的標準已經(jīng)更新到了802.11ax。
優(yōu)點：
- Wi-Fi的優(yōu)點是局域網(wǎng)部署無需使用電線，降低部署和擴充的成本。另外，根據(jù)Wi-Fi聯(lián)盟，“Wi-Fi認證”是向后兼容的，它一套統(tǒng)一標準：不同于移動電*，任何Wi-Fi標準設(shè)備將在世界上任何地方正確運行。
缺點：
- Wi-Fi的缺點是通信距離有限，穩(wěn)定性差，功耗較大，組網(wǎng)能力差，安全性也較差，抗*力差，在工業(yè)領(lǐng)域無法有效應(yīng)用。
遠距離傳輸技術(shù)
隨著智慧城市的發(fā)展，遠距離無線傳輸技術(shù)的代表之一就是傳統(tǒng)的人工抄表也將要被遠程抄表所取代。無線遠程抄表不但可以解決人工抄表所帶來的弊端，還可以降低供電公司提高經(jīng)營管理水平，提高工作效率，降低經(jīng)營成本。
1.4G、5G應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)中的杰出代表Cat.1
共享單車，移動POS機等都可以是cat1的典型應(yīng)用場景。Cat.1相比NB-IoT、2G模組在網(wǎng)絡(luò)覆蓋、速度和延時上具有優(yōu)勢，另外Cat.1具備一定的成本優(yōu)勢，例如網(wǎng)絡(luò)建設(shè)上，現(xiàn)在LTE Cat.1可以無縫接入現(xiàn)有LTE網(wǎng)絡(luò)當中，無需針對基站進行軟硬件的升級，網(wǎng)絡(luò)覆蓋成本很低。芯片成本上，經(jīng)過系統(tǒng)優(yōu)化后，集成度更高，模組的硬件架構(gòu)更簡單，外圍硬件成本更低。在時延方面，擁有跟LTE Cat.4相同的毫秒級傳輸時延，以及支持100KM/H以上的移動速度。
但它也存在與NB-IoT發(fā)展相似的問題，畢竟模組價格高低是能否快速起量的關(guān)鍵。目前的價格還是有點高， 相信經(jīng)過一段時間，cat.1會得到蓬勃發(fā)展。
2. LoRa
LoRa調(diào)制解調(diào)：LoRa (Long Range，遠距離)是一種調(diào)制技術(shù)，與同類技術(shù)相比，提供更長的通信距離。調(diào)制是基于擴頻技術(shù)，線性調(diào)制擴頻(CSS)的一個變種，具有前向糾錯(FEC)。LoRa顯著地提高了接受靈敏度，與其他擴頻技術(shù)一樣，使用了整個信道帶寬廣播一個信號，從而使信道噪聲和由于使用低成本晶振而引起頻率偏移的不敏感性更健壯。LoRa可以調(diào)制信號19.5dB低于底噪聲，而大多數(shù)頻移鍵控(FSK)在底噪聲上需要一個8-10dB的信號功率才可以正確調(diào)制。LoRa調(diào)制是物理層(PHY)，可為不同協(xié)議和不同網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)所用-Mesh、Star、點對點等等。
lora終端之間可以形成自組網(wǎng)狀態(tài)，通過集中器將數(shù)據(jù)上傳到云平臺中，適合終端分散，數(shù)據(jù)處理集中的場景。LoRa穿透力強，無線視距可達3公里，每個帶有模塊的終端均可以作為遠程終端的中繼點。無需布線，安裝方便，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，計量數(shù)據(jù)可以在線監(jiān)控，基于LoRa的遠程系統(tǒng)，不僅具有易嵌入、組網(wǎng)容量大、低功耗、免費等優(yōu)點，而且LoRa無線模塊接收靈敏度高穿墻通信能力強，實測通信距離可達3公里以上，完美解決了小數(shù)據(jù)量在復(fù)雜環(huán)境中的超遠距通信問題。
上述各種物聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)都是旨在滿足不同場景下各自的通信需求：
1.高功耗、高速率的廣域網(wǎng)傳輸技術(shù)，如4G、5G蜂窩通信技術(shù)，這類傳輸技術(shù)適合于GPS導(dǎo)航與定位、視頻監(jiān)控等實時性要求較高的大流量傳輸應(yīng)用。
2.低功耗、低速率的廣域網(wǎng)傳輸技術(shù)，如Lora、Cat1、NB-IoT等，這類傳輸技術(shù)適合于遠程設(shè)備運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)傳輸、工業(yè)智能設(shè)備及終端的數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?br />
3.高功耗、高速率的近距離傳輸技術(shù)，如WIFI、藍牙，這類傳輸技術(shù)適合于智能家居、可穿戴設(shè)備以及M2M之間的連接及數(shù)據(jù)傳輸。
4.低功耗、低速率的近距離傳輸技術(shù)，如ZigBee。這類傳輸技術(shù)適合局域網(wǎng)設(shè)備的靈活組網(wǎng)應(yīng)用，如熱點共享等。
目前，物聯(lián)網(wǎng)無線傳輸技術(shù)的發(fā)展趨勢是以低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)為主?？梢灶A(yù)計，在未來的幾年時間，以Lora、Cat1、NB-IoT為代表的低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)將逐漸成為物聯(lián)網(wǎng)傳輸層連接技術(shù)的主流。
