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比较工业物联网中的几种主流无线技术

发布时间:2019-08-01 04:26:11 所属栏目:教程 来源:廖均
导读:副标题#e# 大型生产场景中涉及大量的设备、生产应用系统、工人和产品,稳定、高速、易管理的无线网络是必不可少的需求。 工业物联网的无线通信技术主要分为两类:一类是ZigBee、WiFi、蓝牙等短距离通信技术;另一类是LPWAN(low-power Wide-Area Network),即

LoRa是美国Semtech公司开发和推广的一种基于扩频技术的超远距离、低功耗无线传输方案,为用户提供了一种能实现远距离、长电池寿命、大容量的简单系统,进而扩展传感网络。目前LoRa 主要在全球免费频段运行,工作频率在美国是915MHz,在欧洲是868MHz,在亚洲是433MHz。其典型范围是2km至5km,最长距离可达15km,具体取决于所处的位置和天线特性。

LoRa技术具有如下特点:

  • 低功耗:通信距离可达15公里,接受电流仅10mA,睡眠电流200nA,延长了电池的使用寿命。
  • 大容量:在建筑密集的城市环境可以覆盖2公里左右,而在密度较低的郊区覆盖范围可达10公里。
  • 支持测距和定位:LoRa对距离的测量是基于信号的空中传输时间,定位则基于多点(网关)对一点(节点)空间传输时间差的测量,定位精度可达5m(假设10km的范围)。

因此,LoRa技术非常适于要求低功耗、远距离、大量连接以及定位跟踪等的物联网应用,如能停车、车辆追踪、智慧工业、智慧城市、智慧社区等。

LoRa的缺点是传输速率慢,通信频段易受干扰,芯片供应被Semtech垄断,从底层开发周期较长,以及自组网的网络机制较为复杂,因此一般公司不愿研究LoRa技术,更愿意买模块直接用。

NB-IoT技术

NB-IoT(窄带物联网)技术起源于一家英国新创公司Neul(2014年被华为收购),聚焦于低功耗广覆盖物联网(IoT)市场。

与使用标准LTE的全部10MHz或20MHz带宽不同,NB-IoT使用包含12个15kHz LTE子载波的180kHz宽的资源块,数据速率在100kb/s到1Mb/s范围之内。

NB-IoT使用授权频段,可采取带内、保护带或独立载波等三种部署方式,与现有网络共存。

比较工业物联网中的几种主流无线技术

作为一项应用于低速率业务的技术,NB-IoT的优势主要有:

  • 低功耗:NB-IoT牺牲了速率,却换回了更低的功耗。采用简化的协议,更合适的设计,大幅提升了终端的待机时间,部分NB终端的待机时间号称可以达到10年!
  • 低成本:与LoRa相比,NB-IoT无需重新建网,射频和天线基本上都可以复用。低速率、低功耗、低带宽同样给NB-IoT芯片以及模块带来低成本优势,模块价格不超过5美元。
  • 海量连接:在同一基站的情况下,NB-IoT可比现有无线技术提供50~100倍的接入数。一个扇区能够支持10万个连接,支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构。
  • 广覆盖:NB-IoT室内覆盖能力强,在同样的频段下,NB-IoT比现有的网络增益20dB,相当于提升了100倍覆盖区域的能力。

比较工业物联网中的几种主流无线技术

虽然NB-IoT具有很多优点,但其低速数据传输、隐私和安全、IT系统的转换时间等问题,都将限制其发展。

Sigfox技术

Sigfox源自法国的Sigfox公司以超窄带(UNB,Ultra Narrow Band)技术建设的无线网络,既是一种无线技术,也是一种网络服务。

(编辑:惠州站长网)

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