图画告诉你：关于WiFi，蓝牙，ZigBee，NB-IoT，4G， COAP，MQTT

首先，物联网界，万物都疯了，苦于它们没有生命，没有嘴。自己想表达的信息只能通过各种通讯协议传达给人类和世界各地。

NB-IoT，4G对比：

WIFI和zigbee对比：

ZigBee、Wi-Fi、蓝牙和几种无线技术的对比如下表所示：

在2015年9月的RAN #69会议上经过激烈撕逼后协商统一，NB-IoT可认为是NB-CIoT和NB-LTE的融合。

物联网的应用场景相当广泛，比如，智能泊车、自行车联网防盗、车联网、智慧城市、智慧建筑、环境监控…

——完——

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。

分别说下吧：
1、WiFi：WiFi技术是目前传输速度最快的的技术，产品成本较低，在目前的生活中较为普及，最方便的是只需要购买元件连上WiFi网络就能使用。所以目前基于WiFi技术的智能家居产品占的市场份额最大。缺点是安全性差，稳定性弱，功耗大，可连接的设备有限。WiFi网络的实际规模一般不会超过16个，而在智能家居的发展中，开关、照明、家电的数量肯定会远远多于16个，所以WiFi有它的优势，但局限性也很大，限制了发展。
2、ZigBee：关于ZigBee这项技术目前网上的争议比较大，大家撕的比较厉害，作为一个看客看的也比较爽，但是现在的能力有限，也看不出来谁说的比较有道理，这里就把正方和反方的观点都贴出来，大家自己判断
先介绍一下ZigBee技术的概述，ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术，ZigBee可以工作在24GH（全球）、868MHz（欧洲）、915MHz（美国）3个频段上，最高250Kbit/s，最低20Kbit/s，传输距离在10-75M之间，ZigBee的安全性是公认的比较好的，采用AES-128加密方式，另外，ZigBee网络的自组织网和自愈能力强。
上面对ZigBee技术做了一个简单的介绍，下面开始介绍反方的观点：关于成本的问题反方的观点是ZIGBEE芯片出货量比较大的TI公司的CC2430，CC2530以及Freescale的MC1319X，MC1322X系列，其成本均在2~3美金左右，再考虑到其他外围器件和相关24G射频器件，BOM成本难以低于10美金。在淘宝查了一下确实ZigBee的芯片价格在RMB20元以上，其他的外围器件加起来估计要超过RMB50元，这样的成本在价格上在智能家居上确实略高。
另外一个是通信的稳定性，目前在国内ZigBee技术的主要采用ISM频段的24GHz，衍射能力弱，穿墙能力弱，容易受到障碍物的影响，而且容易受到同频段的WiFi和蓝牙的干扰。
另一个是自组网的实用性，自组网原本的优点能够感知其他节点的存在，并确定连接关系，组成结构化的网络，并且在某一个节点移动后能够自动的重新感知，组成网络。但是在家庭的实际应用中，开关、照明、窗帘、防盗器等在安装完毕后基本不会移动，所以反方的观点认为自组网的有点没有作用。
最后一个吐槽的点是ZigBee的网络容量，ZigBee支持高达65000个节点，但是在家庭的使用中可能不会超过100个，所以这个也没有实用的价值。（个人认为这条观点站不住脚，有备无患总是好的）
后面的是正方公正的反驳反方的观点：
关于成本，说ZigBee的成不高，但是跟wifi比起来成本已经很低了，常见的wifi芯片都只是射频前端加上基带，所有的协议栈都是在主机MCU/CPU完成的，并且绝大多数这些MCU/CPU都是需要跑linux的，所以都是2颗芯片的方案，所以必须加一起算成本。而单芯片的wifi解决方案现在也有，但是成本高到吓人，单卖7~10美金，批量的也要5美金左右，并且其也不支持大数据量。（虽然不知道正方为啥只和wifi去比，可能wifi的成不最高，但是这样也不能体现ZigBee的成不优势啊）
关于通信，反方的观点的是24GHz的频段穿墙都弱，wifi、蓝牙都是一样的（居然这么红果果的承认了），墙体会大大降低信号强度，但是ZigBee的优势在于网络结构，可以一跳一跳的向外衍生，每多一个节点，就相当于有了一个中继器，可以把通信方位扩大1倍。而wifi和蓝牙的通信距离看的是直接通信距离，也就是天线的好坏。
自组网的功能除了上面讲的扩展通信的范围外，正方的观点还认为未来的智能家居不可能只用于开关、插座、冰箱这些静物上面，还会有传感器、遥控、扫地机器人之类的移动物体。
关于容量的问题还是跟wifi进行的比较，反方认为容量过大，但是wifi能够连接超过100个的的设备吗？答案是不能。所以容量大还是有好处的。
以上的就是正方和反方的所有有用的观点了，虽然都比较片面，但还是可以参考一下。
3、Z-wave：Z-Wave是一种新兴的基于射频的、低成本、低功耗、高可靠、适于网络的短距离无线通信技术。工作频带为90842MHz(美国)~86842MHz(欧洲)，采用FSK(BFSK/GFSK)调制方式，数据传输速率为96 kbps，信号的有效覆盖范围在室内是30m，室外可超过100m，适合于窄带宽应用场合。
Z-Wave的优势Z-Wave采用了动态路由技术，每个Slave内部都存有一个路由表，该路由表由Controller写入。存储信息为该Slave入网时，周边存在的其他Slave的NodeID。这样每个Slave都知道周围有哪些Slaves，而Controller存储了所有Slaves的路由信息。这样包在发送的时候已经规定好了通过的路径。
但是缺点也很明显，一是能容纳的节点较少，理论值为256个，实际上很多厂商只能做到容纳20-30个。二是树状组网结构，一旦树枝上端断掉，下端的所有设备将无法与网关通信。三是没有加密方式，安全性较差。还有一个需要关注的点是Z-Wave所用的频段在我国是非民用的，所以Z-Wave的智能家居更多的还是用在海外。
另外，Z-Wave的标准是独立开发的私有无线标准，不像其他无线标准那样开放。

XBee模块是美国Digi公司的ZigBee模块产品，XBee是系列产品的名称。XBee模块是一种远距离低功耗的无线模块。跟zigbee模块区别如下：

一、协议不同

1、xbee：XBee模块是一种远距离低功耗的无线模块。

2、zigbee： 是一种基于标准的远程监控、控制和传感器网络应用技术。

二、特点不同

1、xbee：频段包含2．4G、900M、868M三种，同时可兼容802．15．4的协议。

2、zigbee：对支持低数据速率、低功耗、安全性和可靠性，而且经济高效的标准型无线网络解决方案的需求。

三、功能不同

1、xbee：可用于组建Mestl网络，每个模块都可以作为路由节点、协调器，以及终端节点。XBee模块内置协议栈，可通过X—CTU以及ZigBee Operator这两款软件进行调试。

2、zigbee：数据传输速率低：10Kb/s~250Kb/s，专注于低速率传输应用，功耗低：在低功耗待机模式下，两节普通 5号电池可使用 6~24 个月。

参考资料来源：百度百科-zigbee模块

参考资料来源：百度百科-例说XBee无线模块开发

IEEE802154协议是国际无线电委员会定义的底层通信协议，而ZIGBEE是在底层协议的基础上，增加了一些应用层，网络层应用信息，起到了扩充细化IEEE802154协议的作用！

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