物联网通信的N个关键技术

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楼主 2018-12-05 14:19:09
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  物联网(IoT)在2000年前后开始兴起,英文是Internet of Thing。字面理解就是将物连入互联网,简单讲就是通过通信技术(RFID、LPWAN、NB-IoT、Wi-Fi等)与传感器技术(视觉、听觉、光谱、光敏、激光等)进行万物互联,以此实现设备的智能控制,从而提高效率。


关于物联网通信技术的N个关键词:

1.Wi-Fi

  Wi-Fi是一种允许电子产品连接到无线局域网(WLAN)的技术。连接到局域网中通常有密码保护也有开放性的,只要在Wi-Fi信号覆盖范围之内的区域都可以搜索到Wi-Fi信号,这样就被允许在任何WLAN范围内的设备可以连接上。 

  主要特点是可单点工作,传输速度快约为300Mbps,传输数据量大,但是功耗较大约为10-50mA,传输距离只有100-300m。

 

2.蓝牙 Bluetooth

  蓝牙是一种近距离无线技术的标准,它可实现移动设备、固定设备和楼宇个人域网之间的短距离数据进行交换。在智慧医疗电子领域和智能家居以及许多消费市场中已经变得非常重要,同时也是可穿戴产品的关键,例如蓝牙耳机。


  主要特点是蓝牙使用需要双方配对协作,传输速度约为1Mbps。功耗比Wi-Fi小,传输数据量也比较大,但是传输距离非常短,只能在2-30m的距离内完成数据传输。

 

3.ZigBee

  Zigbee跟蓝牙一样具有大量的操作基础和应用领域, 根据国际规定标准Zigbee技术是一种低功耗、近距离的无线通信技术。

  主要特点是需要自组网,多方协作。功耗虽低,但是可传输的数据量很少,距离也只能支持50-300m,传输速度一般在250Kbps。

 

4. LPWAN (low-powerWide-Area Network,低功耗广域网)

  物联网应用需要考虑许多因素,例如节点成本、网络成本、电池寿命、数据传输速率、延迟、移动性、网络覆盖范围以及部署类型等。LPWAN具有低功耗、覆盖范围广和穿透性强等特点,适用于每隔几分钟发送和接受少量数据的应用情况,如水运定位、路灯检测、停车位检测等。其中,NB-IoT和LoRa两种技术具有不同的技术和商业特性,也是最有发展前景的两个低功耗广域网通信技术。这两种LPWAN技术都有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗少等特点,都适合低功耗物联网应用,都在积极扩建自己的生态系统。

 

5.NB-IoT&LoRa

  LoRa是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。这一方案改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式,为用户提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统,进而扩展传感网络。

  LoRa主要在全球免费频段运行(即非授权频段),而NB-IOT采用的是运营商统一部署覆盖全国的网络进行收费运营的方式,即在授权频谱下工作。

  随着近几年智能家居行业的火爆,智能锁在生活中出现的频率也越来越高,目前智能锁使用非机械钥匙作为用户识别ID的技术,主流技术有感应卡、指纹识别、密码识别和面部识别等,极大的提高了门禁的安全性,但是以上安全性的前提是通电状态下,如果处于断电状态下智能锁则形同虚设。而如果使用NB-IoT技术应用于智能家居系统仅使用两节AA电池可待机十年,大大减少后期维护成本。同时超强信号覆盖,可覆盖室内和地下室,保证了信号稳定性,海量的连接,满足智能家居多个终端同时连接,最重要低成本,单个NB-IoT芯片价格低于1美金。



  简单来看NB-IoT与LoRa技术参数对比:


Nb-IoT

LoRa

技术特点

蜂窝

线性扩频

网络部署

与现有蜂窝基站复用

独立建网

频段

   运营商频段

150 MHz 到 1 GHz

传输距离

远距离

远距离(1-20km)

速率

<100kbps

0.3-50kbps

连接数量

200k/cell

200k-300k/hub

终端电池工作时间

约10年

约10年

成本

模块5-10$

模块约5$


  近年来,“大数据”、“云计算”这些新型名词一个个跳入了人们的眼帘,从一脸懵到开始逐步利用这些技术,再到运用到物联网深入渗透到包括智能交通、环保、政府安防工作、家居、个人健康、食品和情报搜集等众多领域,物联网的未来不可估量。

物联网飞速发展并运用到各行各业的前提是,需要有越来越多的数据分析专家以及软件开发专家。如果想要实现这些智能生活,相关软件的开发创造和不断更新升级是大前提。因此创新型软件公司将成为未来物联网产业链上值得投资的看点。

 

 

下期看点:5G

  说到物联网,5G技术不得不提。1G、2G、3G 以及现在的 4G 逐渐从简单的通话也已经转换为清晰语音、高质量图片视频传送技术发展,运营商的业务也开始发生了转变。而更高网速的 5G 也将诞生,未来翻天覆地的移动通信将彻底改变我们的生活。

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