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。

lot gateway物联网网关实质上就是指集成了WiFi和蓝牙BLE两种无线通信方式的蓝牙网关(蓝牙探针)，WiFi与蓝牙之间通过串口通信，可灵活应用于各种场景，例如：远程控制BLE装置，接收BLE设备发送的数据，并将其发送给服务器……

lot gateway物联网网关TD05A实际应用

（1）应用于室内定位，可以实现后台的主动定位，在后台看到被定位对象的位置，移动轨迹，历史轨迹回放等；

（2）应用于数据抓取，比如养老行业，用于抓取老人佩戴的手环、胸卡等数据上传后台等。

　据悉，负责开发蓝牙技术标准的蓝牙组织联盟宣布蓝牙技术将要进行一系列的重大调整，以便支持网络连接的需求高速增长。据近几年物联网蓝牙的市场数据报告显示，蓝牙技术的革新将会带动明年乃至以后物联网的飞速发展，尤其是智能穿戴设备、智能家居、智慧医疗以及健康保健等领域。
物联网蓝牙发展以后将会普及哪些领域？
物联网近年来高速发展，几乎覆盖了所有智能应用化设备主要是基于蓝牙技术受众面广阔，蓝牙标准以智能化、低功耗、高连接速度、低成本等特性，在物联网应用市场占据了主要核心位置。目前蓝牙技术已被广泛应用于智能家居、消费电子、智慧医疗、汽车、智能穿戴设备和智能建筑设备在内的所有物联网智能产品中，加速人与万物互动的步伐。
可以确切的说蓝牙已经成为物联网中最庞大的无线通讯技术。物联网目前的发展趋势逐渐由概念变为现实，而蓝牙技术就是这一切发展过程的核心。
物联网蓝牙发展以后将会普及哪些领域？
近年来很多蓝牙方案厂商开发出高效率、低成本、简单实用及使用寿命很长的蓝牙模块解决方案，这种百花齐放的局面也使得整个产业为之振奋。升润科技是一家专注于低功耗蓝牙40、41和42解决方案研发的ODM厂商，在物联网低功耗蓝牙解决方案有多年的研发经验及稳定的研发团队，运用蓝牙41标准协议栈为基础，开发出可支持移动支付、多对多连接、智能家居管理、健康数据追踪等智能可穿戴设备的解决方案，是集多设备管理于一身的蓝牙模块解决方案，具有很强服务便捷性能。
在未来不论是智能家居场景还是自动化工业、消费电子和建筑物，所有的物与物都会实现互联互通，而蓝牙连接技术通过IP连接能实现在现有的基础设施上创造更多的智能化服务，这将会创造更多通过蓝牙技术拓展物联网应用的新趋势。
“在传统应用中人机交换接口设备、健康管理、临近感测，到最近新兴的智能穿戴、智慧医疗、智能家居、无线充电、车载甚至工业40都有物联网蓝牙的身影所在“目前蓝牙解决方案细分市场中，还没有一种应用方案的市场份额超过35%。是因为市场的碎片化，对蓝牙解决方案研发厂商来讲，设计蓝牙解决方案的时候主要是按其市场及利益为基础点的”，所以物联网消费者很难挑选到合适的蓝牙解决方案。升润科技技术总监介绍：挑选合适的蓝牙解决方案应从几个维度进行分析，“研发厂商的规模实力、方案更新的频率、是否适用于最新智能设备上”，从这几个方面进行分析会更理智的挑选出适用蓝牙解决方案。
也许，在未来的几年里物联网蓝牙强大的整合系统能够很好的支持智慧交通、智慧物流、智慧城市应用领域。

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在物联网时代，“蓝牙 Mesh”与 WI-FI 谁更具优势
2017年09月15日 15:47来源 : 升润科技
内容概要：
1 蓝牙 Mesh与 Wi-Fi传输范围对比。
2 蓝牙 Mesh网状网络能否取代 wifi。
3 而“蓝牙 Mesh”找到一个聪明的解决办法。
物联网一直是一个热门话题，一个重要原因应该是人们对智能家居的向往。不过随着现在科技的发展，人们对智能家居的要求已经不是仅停留在控制一两个物体的简单层面了，而是想把智能触角延伸到每个角落。过去这种智能延伸我们可能更多靠的是 wifi，但在2017年7月19日SIG宣布“蓝牙 Mesh”网络的到来，这让物联网的连接与应用情境变得更多元。
蓝牙与Wi-Fi优势对比
蓝牙有更低的功耗、小体积、低成本，适用于几台设备之间的短距离数据传输；Wi-Fi的特点是高带宽、长距离、更多的连接设备数目，适用于大规模、大范围的数据传输和信号覆盖。但随着物联网的普及，蓝牙与Wi-Fi相继升级，蓝牙升级到5版本，提高了带宽和传输范围；Wi-Fi推“Wi-Fi HaLow”，降低功耗延长电池续航。可以看出，这两者重点升级的方向都是对方所擅长的，也意味着它们将在消费级和企业级的物联网市场正面竞争。
蓝牙 Mesh与 Wi-Fi传输范围对比
Wi-Fi 的一大缺陷就是有距离限制，就是说一旦离开这个区域，你的设备就失去用武之地。除此之外，Wi-Fi 还有耗电问题，就手机而言，算是把屏幕关闭，耗电量也非常大。
而“蓝牙 Mesh”找到一个聪明的解决办法。这些装置彼此间连接，并将信号传递给附近另一个装置，形成元数据传输的互连装置网络或网格。这意味着讯息从一个装置传递到另一个装置，再到下一个装置，可以实现接力传输，理论上可以无限覆盖。同时，值得一说的是蓝牙 Mesh 网络不需复杂设定、配对或使用路由器等存取装置，因此并不会造成安装负担，反观采用其他智能家庭联网技术如：ZigBee、Z-wave 或其他厂商间自有的通讯技术，多需加装网关（Gateway）才能确保各种装置之间的沟通。

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