比较nbiot和lora技术各自的优缺点

比较nbiot和lora技术各自的优缺点,第1张

NB-IoT特点

NB-IoT在带宽和成本上优势明显,构建于蜂窝网络,只消耗大约180KHz的带宽,可直接部署UMTS网络、LTE网络和GSM网络,很容易实现网络的升级。同时,相对于4G网络,它支持的待机时间长,连接高效,而且联网设备的电池寿命很高。

NB-IoT的优势应用场景:正是因为NB-IoT技术成本低、功耗低,所以在定位、水表和停车等领域应用很广泛,如共享单车里就有内置NB-IoT模组,实现物联网通讯。

更重要的是,NB-IoT背靠运营商对于室内场景覆盖有着天然的优势。确定的频谱资源,并可利用运营商原有的室分系统完成覆盖,可通过融合套餐,设备体验等方式将NB-IoT设备推入到用户家庭当中。广泛应用于如智能家居、智能零售和智慧城市等行业中。

NB-IoT虽然优势明显,但在国内的发展现状是缺乏一个统一的开放产业平台,同时标准、芯片、网络和相关的应用层厂商以中小企业为主,还需要壮大自身联盟的实力,打造强大的生态。

LoRa特点

目前在国内,由于备受国家政策、电信运营商和业内大厂的青睐,NB-IoT技术的发展可谓如火如荼。相比而言,此前因频段授权问题沉寂许久的LoRa技术低调很多。

然而,随着阿里巴巴和中国铁塔合作,以及腾讯等互联网巨头宣布加入LoRa联盟的消息又为该产业注入一支“强心剂”,LoRa技术或将在国内迎来又一个春天。

LoRa的一大特点是在同样功耗下比其它无线方式传播的距离更远,实现了低功耗和远距离的统一,LoRa网络主要由基站(也可以是网关)、服务器、LoRa终端和物联网云四部分组成,其特点是应用端和服务器端数据双向传递。

LoRa的优势是超低功耗和多信道数据传输,增加了系统数据容量,网关和终端系统能够支持测距和定位,非常适用于位置敏感的应用。

LoRa拥有着阿里、腾讯、谷歌等的支持,可直接获得围绕在这些头部互联网玩家周围的生态支持。

可以预见,在未来的室内场景中,NB-IoT与LoRa无疑将依托各自的生态进行长期的龙争虎斗。

NB-IoT和LoRa对比

(1) 频段、成本、服务质量

NB-IOT和蜂窝通信使用的是运营商提供的授权频段,因为是专门划分的频段,因此干扰相对要少很多,虽然实际应用中会收取一定的通信费用,但是相应的也会提供更好的信号服务质量,安全性和认证。而且针对目前蜂窝网络基站的建成更有利于快速大规模应用。

LoRa工作在Sub-1G的非授权频段,无需申请便可以建立网络设备,相对来说网络架构简单,而且实际应用中不需要额外付通信费用,但是因为是开放频段,所以实际应用非常广泛,容易受到其他相同频段设备的干扰。

(2) 通信距离

NB-IOT信号覆盖范围取决于其基站密度和链路预算,借助前期的资源优势,能够实现比LoRa更广的范围覆盖和更好的QoS,且NB-IoT自身具有高达164dB的链路预算,使其传输距离可达15km~20km。

LoRa使用线性调频扩频调制技术,既保持了像FSK(频移键控)一样的低功耗特性,也显著增加了通信传输距离,从而提高网络效率和抗干扰能力,即不同扩频序列的终端在使用相同的频率同时发送时不会相互干扰,在此基础上研发的网关能实现多路并行的数据接受,大大扩展了网络容量。LoRa节点的传输距离可达 12~15 km覆盖范围(空旷郊区环境,市区环境传输距离会下降)。

(3) 低功耗、电池寿命

低功耗是物联网的指标之一,关于电池寿命方面需要考虑协议内容和节点电流消耗两个重要因素。

NB-IOT同步协议的节点必须定期地联网,所需要的“峰值电流”比采用非线性调制的LoRa多出了几个数量级,尤其是在唤醒后请求基站到接入服务器的过程中,会存在大量电池电量的消耗。

LoRa是基于ALOHA协议的异步通信方式,因此可以根据具体应用需求进行精准的休眠时间设定,达到充分利用电池电量的目的。

(4) 设备成本

对终端节点来说,LoRa相比NB-IOT更加简单,更容易开发,NB-IOT的协议和调制机制比较复杂,需要更复杂的电路设计和更多的花费,同时NB-IOT采用授权频段,通信需要收取一定的费用。

通过以上的分析,LoRa和NB-IoT最大的区别是:NB-IoT是工作在蜂窝授权频段上,网络由运营商进行部署和维护,为保证能与基站进行正常的通信以及工作,有必要在产品实际部署之前对其功能进行有效的验证。

而LoRa是非蜂窝网络,其标准细节的非公开性,使得产生用于验证的标准信号是个难点。LoRa可以利用传统的信号塔、工业基站甚至是便携式家庭网关来进行。构建基站和家庭网关价格便宜。在成本上来看,LoRa无线模块和NB-IoT无线模块成本相差不大,但在隐形成本上NB-IoT明显是要高于LoRa无线模块。

NB-IoT和LoRa目前都还处于发展的起步阶段,需要各方投入和共同发展。当大规模部署成为可能的时候,NB-IoT和LoRa的模组成本也会进一步降低。就技术方案而言,在短时间内,NB-IoT和LoRa肯定会并行,各有优点、各有缺点,很难说谁压倒谁;但是,如果受到技术方案以外的因素影响,比如赢利模式的创新,与应用行业的紧密结合,借助行业的影响力,两者都有可能率先占据市场。

无线有线总线,我前面看的文章给大家分享一下。

第一部分,通信控制策略选择

当前智能家居作为物联网一个比较火的分支已经开始慢慢地走入普通老百姓的家庭, 作为一个才接触或者接触不深的普通用户如何在各种狂轰乱炸的智能家居广告中,各种大公司渲染的智能家居生活场景中选择自己合适的智能家居解决方案是一个非常头疼的问题。

当前常用通信技术方案

从实现控制通信技术方案来讲可以归类为有线方案(通过有线介质传递控制信号) 、无线方案(通过无线电波传递无线信号)两大类。

常用有线控制方案又分(RS485总线,CAN总线,KNX总线,IO直控(通过线路的干节点通断传递信号))

常用无线控制方案又分(中短距离zgb,zwave,315/433/24G非组网双向,315/433ASK,WIFI,远距离Lora ,NBIOT(有通信收费))

两分类方案可靠性分析

有线 >无线

由于有线信号传递是通过物理介质,电压的震动变化传递信息,在线路布线规范的情况下受外界的干扰极小,在可靠性的大方向上无线则受制于传输距离,传输范围内的电磁环境,通信组网延时等因素影响存在不能将控制信息传递到被控设备的情况。最直观的例子就是大家用座机打电话给座机电话声音是非常清晰地,但是用手机打电话给手机,或者座机打给手机则有时候会出现通信断断续续的情况。所以有线的可靠性要高于无线。

有线控制方案中: IO直控>总线

IO直控由于是通过通断信号直接输入给控制系统或者嵌入式单片机,中间不经过任何的数据调制,转换,通就是通,断就是断,单片机能非常清晰和清楚的获得通断信号,从而做出执行反应,几乎是没有延时实时发生。

各类总线通信则是通过专用的通讯协议芯片将需要传递的信息调制转换为标准的总线电平信号通过一定频率的电平信号震动来传递信息,中间多了信息程序处理转换和电平转换两个环节。两种方式各有优劣势,现有有线控制方案中一般两种被组合使用。IO直控稳定可靠,但是传输的指令数据有线,两线只能传递0/1,通俗可以理解发电报,总线稳定可靠略低,但是总线两线则可以传输各种控制指令,可以把它理解为可以传输任意信息的电话线。

无线控制方案中: NBIOT>Lora > wifi > zgb/ zwave > 315/433/24G非组网双向 > 315/433ASK

NBIOT由于是基于运营商的手机网络,理论上有信号的地方就能连接控制,但是由于模块价格偏贵和需要支付运营商通信费用,现在还不能大规模应用与家庭,但是在共享单车,智能电表,智能充电桩。。。等比较分散的商业项目应用非常广泛。

Lora也是最近非常热的一个无线通讯技术,集合了双向通信,无线抗干扰能力强,自动调频避开拥堵,通信距离远,上电即可通信等优点,后续再智能家庭中的应用肯定会越来越多,现阶段发展也是受制于模块费用偏贵,体积偏大,组网加密通信体系还不够完善等因素还没有大规模应用。

Wifi由于各大芯片厂商的加入现在价格非常便宜可以堪称廉价,由以前几十元到现在的几元只用了不到2年的时间,被广泛的应用到各种智能单品。但是由于路由组网,网络延时等原因,在大房子大规模应用还是有其局限性,例如停电来电后,需要等待其连接网络才能受控,一个情景执行可能有不一致等情况。

zgb/ zwave 作为老牌的短距离自组网无线通讯协议在几年前的无线通讯方案中可谓风光无限,现在由于wifi的冲击已经慢慢的被边缘化,从当时设计这套通信规则的人来讲,自组网是非常好的一个方式,也非常有远见,但是短距离制约了其发展,对网络布点非常考验经验,你至少要做到在其通信范围内有一个备用节点可以备用,否则一旦关键节点故障,通过这个关键节点的控制设备都会脱网不能控制。同时由于组网需要时间,也不能通电立即运行。适合于面积较小的房子控制,房子一旦大了延时就会非常明显。

315/433/24G非组网双向,这个相当于就是各大厂家自由发挥的比较多没有统一的标准和协议,要点对点,还是多对点,还是点对多,还是多对多全靠厂家后台设置匹配,由于没有标准的组网规则协议,这个的稳定可靠全靠厂家的基本功。通信距离短也不适合大房子应用。

315/433ASK,该方案现在主要传输2262和1527编码无线信号,在世界范围内都是用得比较广的短距离无线通信协议,没有组网的感念,信号直达,简单,控制方便,模块成熟,成本可控,被大规模应用,淘宝上有成千上万种模块可以选择自由组合,扩展非常灵活,劣势就是没有反馈。

通信技术方案选择总结

如果你房子比较大选择有线控制是不二的选择。

如果房子偏小对控制实时性可靠性要求不高,可以选择无线方案。

个人觉得作为家庭控制而言,毕竟这些都是高频使用的设备,有线方案前期布线是多了一个环节但是后期会很省心推荐使用有线为主无线为辅的方案,布线有遗漏的地方用无线去弥补。

第二部分,联网控制策略选择

智能家居作为物联网的重要组成部分,联网控制已经作为一个基础的标配控制方式。现在大家应该被各种云控制的广告包围着吧,各种大数据,智能AI的营销是不是也有耳闻呢?是不是会觉得这些概念都很高端,很前卫。

那什么是云控制,什么是大数据?

简单通俗一点讲就是,你家里老婆什么时候回家,小孩什么时候回家,燃气阀是否开启,传感器探测到你上了几次卫生间,现在家里是否有人。。。这些信息通过家里的智能设备先传递到商家的服务器,然后你的手机通过账号密码连接到商家服务器,商家的服务器将相关的数据推送给你,让你知道家里的状态,你通过手机控制 *** 作家里的设备几点开,几点关,通过商家的服务器控制到你家里的智能设备,这就是云控。 手机<->商家服务器 <-> 家里智能设备。

你吃喝拉撒的这些控制数据累计多了就是大数据。

统计了几个月你每天都是7点上厕所,AI有可能认为你每天都是7点钟上厕所,然后突然又一天7点自动给你把厕所灯打开了,然而你今天想睡懒觉。。。。 这就是AI。

站在开放物联网云平台商角度:

现在有非常多的免费物流网云平台,小米的生态,京东的生态,阿里的生态。。。。大家的思路都是想让智能家居或者家电厂家把所有的设备挂上去,在云端实现对所有设备的管理和控制,现在很多基础服务都是免费的,就像当初的淘宝免费一样,后续这个就说不清楚了。这个是云商的非常精明的盈利模式,自己不用花很多精力去开发各种各样的硬件设备,只需软件平台就能整合各种硬件资源创造财富,同时通过大数据分析各种设备上传的各种数据和用户使用习惯来提炼更大的商业价值。

站在智能家居或者家电设备厂家的角度来看:

自己没有精力或者技术搭建云平台,有个免费的刚好省事,也能广告宣传自己云了一把,感觉云了就高级了。同时能收集用户数据,一举多得!

不知道大家注意了没有,这里面这个环节少了一个用户的角度,上面两种利益群体都是将用户或者说用户所购买的设备、在细一点是用户所购买设备所产生的各种数据作为一种资源,为大数据分析或者更大的布局提供服务。牺牲了用户的小我成就了平台商的大我。

站在用户的角度出发:

1,我是否愿意将我家里的各种设备交给平台商管理?选择平台之后你没得选择,赶紧打开你的手机控制app看看厂家给你预制的隐私协议吧,你可以选择不用,用了我就要收集你的数据。

2,家里所有的设备在云端给人的感觉是否安全? 当家里只是一两个插座的时候可能觉得还无所谓,但是是你家里所有的家用电器,各种探测器,电量数据,视频数据都在云端的时候呢,即使是非常安全的,但是是没有安全感的。

3,平台商服务宕机,设备被黑怎么办?当所有设备有规律的连接到平台之后,在平台的后台是能对这些规律的数据进行分析的,对黑客或者有坏心眼的人也更有诱惑力,想想让几百万个家庭同时电视关闭,水阀全部关闭,带来的轰动效应和影响力绝对可以上头条!

4,我的数据我只想我自己知道行么?现在各种渠道、软件都充斥着用户数据收集的手段,选择云端相当于把自己家庭运行状况数据全部上传。不管是平台商和其他商家都会保证不泄露用户数据,都会说客户第一,但是数据肯定会被平台商或者商家用来分析。这个就看自己感觉了。

作为一个普通用户的基本需求:

1,能安全控制自己家里的设备。

2,不想自己的各种控制数据被上传,泄露,保证自己的隐私。

有没有好的方案供大家选择?

作为一个技术爱好者回答是肯定的!动态域名端口转发

端口数据转发工作原理:只是作转发,不做存储。动态域名提供商服务的设备可以说是千奇百怪各种各样,当然转发的数据也就是各种各样了,在动态域名提供商瞬间转发的杂乱无章、毫无规律的数据大海中要去找没有规律的规律可谓是毫无意义,对黑客的兴趣大大降低,一个宕机也不会影响其他用户。

比较基础的方案是:在拥有公网的动态IP的前提下(南电信北网通的宽带)通过设置动态域名和端口转发自己来搭建一条通道不受各种平台的制约,直接和设备建立连接。

不是技术宅不懂设置,难道就没有更好的方案了么?

这里要讲一下国内比较出名的动态域名厂家就是花生壳了,我记得高中的时候就知道他的存在了。现在10多年过去了这个公司依然还在,同时不断改进,同时期的科迈好像就要差一些了。花生棒硬件的出现给这个解决方案带来了福音,抛开了动态域名申请和路由器端复杂的设置,同时内外穿透使用体验和使用各种云一样,数据不被存储,只转发。也就是你可以不需要拥有公网的动态IP,随便一根网线可以上网就可以,云端填用户名密码,这里填入域名和端口。

最近蒲公英路由器的发布也带来了第二种便捷的联网方案,可以将手机和智能设备之间架起一个独立的网络。

从而实现 手机<->家里智能设备的直接连接。

联网控制方案选择总结

1、家里只是简单的开关插座通断电非核心设备,不在乎数据是否被收集,可以选择云服务方案。

2、家里采用的是系统解决方案,涉及到各种功能系统,对隐私和安全比较在意,选择本地网络+转发控制方案

上面只是我从一个普通用户角度出发所阐述的观点,不是推销花生壳的产品。

一直以为只有自己才想到这些,万能的淘宝给了无数的技术达人以空间,让技术宅的方案能和触及到普通消费者。 具体的大家点击推荐链接去细细的品味!

在完成了基础的通信方案略选择和联网控制策略后,下一讲我将给大家讲解认识智能家居和现在的智能家居能给我们带来什么。

原文来之大家可以自己去看看,如有侵权联系我删除~~~ 原文链接

1、LoRa技术

LoRa 是LPWAN通信技术中的一种,是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。

是物理层或无线调制用于建立长距离通信链路。许多传统的无线系统使用频移键控(FSK)调制作为物理层,因为它是一种实现低功耗的非常有效的调制。

2、WiFi/ IEEE 80211协议

WiFi,全称Wireless-Fidelity,无线保真,是无线局域网(WLAN)中的一个标准。从1999年推出以来一直是是我们生活中较常用的访问互联网的方式之一。

3、ZigBee/802154协议

Zigbee被正式提出来是在2003年,它的出现是为了弥补蓝牙通信协议的高复杂,功耗大,距离近,组网规模太小等缺陷。

名称取自于蜜蜂,蜜蜂  (bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息,依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。

4、Thread /IEEE 802154协议

Thread和ZigBee同属802154,但是针对802154做了很大的改进。Thread是建立在IPv6的基础之上的一个协议,无论在传输安全,还是系统可靠性上都做了非常棒的优化。它既可以承载高通海尔数十企业组物联网盟AllSeen,也可以支持苹果的Homekit智能家居平台。

5、Z-Wave协议

Z-Wave无线组网规格于2004年提出,由丹麦的芯片与软件开发商Zensys主导,Z-wave联盟推广其应用。

Z-Wave工作频率美国  90842MHz、欧洲86842MHz,采用无线网状网络技术,因此任何节点都能直接或间接地和通信范围内的其它临近节点通信。


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