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。

　现在不少城市都开始推行共享单车，共享单车在一定程度上方便了市民的出行，相比起以前，不需要找专门的停车位，不用担心停车问题，所以是非常方便的，现在共享单车都是通过扫描二维码进行解锁的，解锁的同时也开始收取费用，而总体来说，共享单车的费用不是特别高。

开锁方式

摩拜用app扫码成功后，锁会自动打开，无需人工对单车进行干预。这说明摩拜单车内部有联网装置，app扫码成功后，服务器后台发送指令，单车自动开锁。

ofo需要输入单车的ID号码，随后程序给出一个开锁密码，需人工旋转开锁密码后，方能开锁。因此ofo单车没有联网装置。其内部的开锁原理类似银行的U盾密码卡，其密码每分钟变换一次，输入单车ID后，程序后台会计算其密码。在实际使用中也会碰到旋转密码失效的问题，可能是单车锁内部的时钟出现误差，导致密码无效。

锁车计费

摩拜锁车后app会自动显示骑行结束，并进行扣费。这也是单车内部的联网装置和后台服务器通信的结果。

ofo锁车后，程序不会自动认为骑行结束，需要在手工点击“骑行结束”。这进一步说明ofo没有联网装置。因此ofo也存在漏洞，在骑行过程中点击“骑行结束”，系统同样会认为你已经锁车了，并给你结算。

骑行线路

摩拜中会自动记录你每次骑行的线路。这也是在骑行过程中其联网装置和后台服务器通信并进行记录的。

ofo在用微信登录时无法记录骑行线路，因为其内部没有联网装置无法记录。而用app登录时可以记录骑行线路，这其实是app与后台通信的结果，因为你骑车时app自然是装在你兜里的。

费不费劲

摩拜骑起来很费劲，除了它的机械设计的原因外，应该还有一个原因：它内部既然有一个联网装置，那么自然需要对其进行供电。车内部自带的电源迟早会用完的，那么它的能源从何而来呢？太阳能？好像不太现实，车上也没有太阳能电池板。那肯定是在其动力系统中有一个发电装置，在你骑车的同时也在进行发电，你的一部分能量是用于转换成电能并储存的。因此摩拜骑起来要费劲一些。加了这么多设备后，摩拜车比较重也是很自然的。

ofo没有这么复杂，内部时钟锁的电池一般可以用个三五年，因此骑起来比较轻松。

因此，摩拜有内部有通信装置和发电装置，车比较重，因此成本高，押金要299元。ofo就比较简单，没有联网装置，成本低，押金99元。当然ofo的安全性也要差一点，经常见到ofo损坏的情况会比较多，因为它本身没有定位装置。

---