物联网无线技术LoRa、Wi-Fi、ZigBee、NB-IoT、蓝牙5.0技术盘点

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。

RTLMTK是一款基于全球卫星导航系统（GNSS）的芯片，具有高精度、高稳定性、低功耗等特点。该芯片可以接收多个卫星信号，支持GPS、GLONASS、Beidou和Galileo等多种卫星系统。
相比其他无线芯片，RTLMTK的优势在于其定位精度更高，精度可以达到厘米级别，能够满足高精度应用需求。此外，该芯片还具有低功耗、高集成度、稳定性好等优点，使得它在物联网、车载导航、精准农业等领域有着广泛的应用。
总的来说，如果需要进行高精度定位和导航，RTLMTK是一个不错的选择。但需要注意的是，使用RTLMTK芯片定位还需要配合其他设备和算法进行优化才能发挥出最好的性能。

日前，以“自主可控，信息安全”为己任，专注于研发、生产和销售集成电路芯片及物联网智能硬件模组的上海矽昌通信技术有限公司（以下简称“矽昌”），宣布公司于2018年年初试机成功并在年中实现量产的中国大陆首款自研的无线路由芯片SF16A18将进一步扩展应用领域，为企事业单位应用和物联网智能家居提供高度集成、安全可控且高性价比的国产芯片解决方案。

自十八大以来，党和国家高度重视网络信息安全建设及集成电路产业发展。在国务院印发的“十三五”国家战略性新兴产业发展规划当中，也指出我国需顺应网络化、智能化、融合化等发展趋势，提升关键芯片设计水平，发展面向新应用的芯片。面对着网络信息安全刻不容缓的形势以及党和国家大力发展芯片自主研发的政策利好，成立于2014年，由曾成功研发国内首款军用“北斗二代”卫星导航接收芯片及首款主频达1GHz多媒体应用处理器的李兴仁博士带领的上海矽昌通信技术有限公司于2018年推出了中国大陆首款自主研发的无线路由芯片SF16A18。

大陆首款无线路由芯片，实现零的突破

近年来，随着国家对网络信息安全的重视程度不断提升，政府、运营商及各行各业的网络系统对于通信芯片安全可控的需求也在不断提升；同时，随着“宽带中国”战略的大力推进，信息化、数字化与智能化的浪潮进一步向家庭领域延伸，作为智能网络环境当中的“中枢神经”，无线路由器连接着家庭的其他智能设备的“神经末梢”，重要性不言而喻。然而，在我国每年出货的过亿台无线路由器当中，却难寻一颗来自中国大陆的路由芯片。

SF16A18的问世，不仅成功实现了大陆无线路由芯片领域零的突破，为国内外的用户提供了技术成熟、可高度定制且性价比优越的路由芯片解决方案及产品，同时为各行各业的无线网络提供了安全可控的可替代解决方案。目前，以半导体芯片为代表的部分高新技术领域里，国产芯片技术尚存较大的提升空间。上海矽昌通信也希望能够通过将SF16A18这一颗“中国芯”带向市场，来为中国的半导体芯片技术崛起贡献一份力量。

宝剑锋从磨砺出 优越性能提升SF16A18市场竞争力

作为填补技术空白的无线路由芯片，四年磨一剑的SF16A18具有强大的市场竞争力：

强大的工艺及计算能力

国内首款采用TSMC 28nm CMOS工艺设计，双核四处理器十二线程的CPU配置，最高运算速度可达12GHz，大幅领先市面上同类竞品。

高集成度和高安全性：

在确保CPU等核心性能领先的前提下，SF16A18实现了业内领先的高集成度，首次将24GHz和5GHz双频段整合在同一颗芯片之中。双频一芯的设计使主板上的辅助元件得以减少，因而降低了主板整体的生产价格。同时为了保证安全无忧，SF16A18内置多重加密引擎及通信密钥，真正做到安全无死角。

灵活组网与灵活应用布局

WDS/Mesh扩展WiFi无线覆盖。提供灵活的WiFi组网方式：WDS和Mesh。同时，双频一芯辅以强劲的CPU配置能够轻松助力SF16A18高度灵活地应用于各种商业模式当中，如运营商宽带入户路由、无线路由器、OED/ODM以及网关、面板和音响等用户。

布局物联网基础设施 智连无线未来

在成功向市场推出SF16A18无线路由芯片之后，围绕该芯片，上海矽昌通信已开发出智能路由器、无线面板、智能路由音响以及双频信号中继器等可灵活应用于不同场景的解决方案。

同时，公司还计划将研发与方案设计继续下沉，从模组角度出发，结合NB-IoT应用场景，打通智慧家庭的完整解决方案链，进一步布局物联网智能家居市场，盘活中国物联网智能家居生态链，通过自身产品增加市场国产化的声音，也能够通过交钥匙方案助力更多设备制造商丰富其产品品类，实现物联网国产化领域的“多赢”。

上海矽昌通信技术有限公司董事长兼联合创始人李兴仁博士表示：“创新是引领发展的第一动力。作为国内首款自主研发的无线路由芯片，SF16A18的诞生，一方面其自主可控性确保了高度的安全性，从无线路由的源头保护了信息的安全;另一方面也填补了国产无线路由芯片的产业链缺口，为市场带来了更多的选择。四年磨一剑，我们为我们的坚持和努力感到无比的骄傲。同时，我们也希望在更多的政策支持和行业扶持之下，能够在市场上看到更多自研芯片的身影，让‘中国芯’来‘兴中国’，振兴我们的民族芯片产业，助力国家信息化产业的进步与发展！”

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简介
乐鑫智能互联平台——ESCP拥有⾼高性能⽆无线SOC，给移动平台设计师带来福⾳音，它以最低成本提供最⼤大实⽤用性，为WiFi功能嵌⼊入其他系统提供⽆无限可能。