蓝牙物联网的发展前景如何?

蓝牙物联网的发展前景如何?,第1张

近两年来物联网从萌芽到彷徨,再到现在被大家广泛认可,不难看出物联网是大势所趋。物联网是通过无线模块和互联网连接推动的,所有”物”连入网络都必须配备无线模块。其中物联网WiFi连接起到了承上启下的作用,给设备制造商带来了希望,而为解决功耗问题,工程师们又开始将目光转移到功耗更低的BLE蓝牙技术,低功耗蓝牙模块成为物联网应用中非常普遍的无线模块。

物联网

从定义来看,蓝牙是一种新兴无线通讯技术是一个标准的无线通讯协议,基于低成本设备的收发器芯片,近距离传输、功耗低。被广泛应用于物联网智能家居系统、智能可穿戴设备;

从技术层面看,蓝牙,低功耗、低辐射,其传输距离短、范围小的劣势近期随着蓝牙50的发布有了大幅提升;

从产品应用看,蓝牙通讯主要用来连接一些外接电子设备,或者近距离数据传输;

从产品量级看,据不完全统计显示,在民用领域以WiFi和蓝牙为通行标准的各类设备占据了全球市场的主要份额,其中又以采用蓝牙的设备占比更大。

蓝牙50:

蓝牙50

蓝牙50于2016年6月正式宣布规范,对比蓝牙42,蓝牙50在低功耗技术(BLE)可提供2倍的传输速率、8倍的广播能力、4倍的覆盖范围,尤其蓝牙50还针对物联网进行了底层优化,力求以更低的功耗和更强的性能为物联网服务,因此,越来越多的物联网应用、智能家居方案开始将蓝牙模块纳入选型范围内。

在物联网大行其道的今天,谈到高性能低功耗无线模块产品,大家都会直接想到BLE蓝牙模块,其中最让物联网工程师满意的还是基于Nordic方案的BLE蓝牙模块,采用SMD封装,性能达到50最优的SKB501,原因无它,主要是集成度高,性能稳定,且支持二次开发,不管是想直接使用的小白工程师还是想开发更多功能的大拿工程师,它都特别适用。

LoRa

LoRa(长 距离)是由Semtech公司开发的一种技术,典型工作频率在美国是915MHz,在欧洲是868MHz,在亚洲是433MHz。LoRa的物理层 (PHY)使用了一种独特形式的带前向纠错(FEC)的调频啁啾扩频技术。这种扩频调制允许多个无线电设备使用相同的频段,只要每台设备采用不同的啁啾和 数据速率就可以了。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芯片在整个产业链中处于基础核心地位,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,掌握着LoRa底层技术的核心专利。而Semtech的客户主要有两种,一是获得Semtech LoRa芯片IP授权的半导体公司;二是直接采用Semtech芯片做SIP级芯片的厂商,包括微芯 科技 (Microchip)等。

Wi-Fi

Wi-Fi被广泛用于许多物联网应用案例,最常见的是作为从网关到连接互联网的路由器的链路。然而,它也被用于要求高速和中距离的主要无线链路。

大多数Wi-Fi版本工作在24GHz免许可频段,传输距离长达100米,具体取决于应用环境。流行的80211n速度可达300Mb/s,而更新的、工作在5GHz ISM频段的80211ac,速度甚至可以超过13Gb/s。

一 种被称为HaLow的适合物联网应用的新版Wi-Fi即将推出。这个版本的代号是80211ah,在美国使用902MHz至928MHz的免许可频段, 其它国家使用1GHz以下的类似频段。虽然大多数Wi-Fi设备在理想条件下最大只能达到100米的覆盖范围,但HaLow在使用合适天线的情况下可以远达1km。

80211ah 的调制技术是OFDM,它在1MHz信道中使用24个子载波,在更大带宽的信道中使用52个子载波。它可以是BPSK、QPSK或QAM,因此可以提供宽 范围的数据速率。在大多数情况下100kb/s到数Mb/s的速率足够用了——真正的目标是低功耗。Wi-Fi联盟透露,它将在2018年前完成 80211ah的测试和认证计划。

针对物联网应用的另外一种新的Wi-Fi标准是80211af。它旨在使用从54MHz到698MHz范围内的电视空白频段或未使用的电视频道。这些频道 很适合长距离和非视距传输。调制技术是采用BPSK、QPSK或QAM的OFDM。每个6MHz信道的最大数据速率大约为24Mb/s,不过在更低的 VHF电视频段有望实现更长的距离。
ZigBee

ZigBee,也称紫蜂,是一种低速短距离传输的无线网上协议,底层是采用IEEE 802154标准规范的媒体访问层与物理层。主要特色有低速、低耗电、低成本、支持大量网上节点、支持多种网上拓扑、低复杂度、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24GHz ISM频段,但它也可以在902MHz到928MHz和868MHz频段中使用。在24GHz频段中数据速率是250kb/s。它可以用在点到点、星形和网格配置中,支持多达254个节点。与其它技术一样,安全性是通过AES-128加密来保证的。ZigBee的一个主要优势是有预先开发好的软件应用配 置文件供具体应用(包括物联网)使用。最终产品必须得到许可。

ZigBee技术所采用的自组织网是怎么回事?举一个简单的例子就可以说明这个问题,当一队伞兵空降后,每人持有一个ZigBee网络模块终端,降落到地面后,只要他们彼此间在网络模块的通信范围内,通过彼此自动寻找,很快就可以形成一个互联互通的ZigBee网络。而且,由于人员的移动,彼此间的联络还会发生变化。因而,模块还可以通过重新寻找通信对象,确定彼此间的联络,对原有网络进行刷新。这就是自组织网。

NB-IoT

窄带物联网(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络,只消耗大约180KHz的带宽,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,以降低部署成本、实现平滑升级。

NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至少10年,同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。

蓝牙50

蓝牙是一种无线传输技术,理论上能够在最远 100 米左右的设备之间进行短距离连线,但实际使用时大约只有 10 米。其最大特色在于能让轻易携带的移动通讯设备和电脑,在不借助电缆的情况下联网,并传输资料和讯息,目前普遍被应用在智能手机和智慧穿戴设备的连结以及智慧家庭、车用物联网等领域中。新到来的蓝牙 50 不仅可以向下相容旧版本产品,且能带来更高速、更远传输距离的优势。

无线通信。根据查询相关资料信息显示,物联网中常用的无线通信方式有Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、LoRa等,这些通信技术具有低功耗、低成本、高效率等优势,可以实现物与物和物与人之间的远程通信。


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