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。

随着电子技术的发展，以及各类天线产品的迭代，在通信领域对于天线的各种要求也不断增加。超宽带天线正是伴随着UWB技术的普及诞生的，人们对它的主要需求在于带宽足够宽、能够辐射出稳定、可靠的强干扰信号，以及能够适配多个系统等方面。因此超宽带天线的设计是一个在一定程度上相当有挑战性的工作，百度答主给您回答。
超宽带天线的难点：
要实现天线对于多个工作频段的覆盖，同时实现无线系统集成与节省成本，需要使得天线的体积更小、结构更简单，也就是说要在小型化的同时实现宽波束覆盖。这对于天线制造商来说技术难度较高。
迈斯维袖珍版5G /4G LTE 超宽带内置天线的优势：
迈斯维最新袖珍版5G /4G LTE 超宽带天线：AN_Master_VG05A具有极宽的带宽，可以覆盖目前全球所有的5G频段（2600MHz，3500MHz，4800MHz），包括中国移动、中国电信、中国联通、美国ATT、Sprint等，工作频率在600-6000MHz。
在实用性方面，该天线可适配现行5G、4G等各类系统，可应用于CPE设备、路由器、物联网盒子、消费端产品 、5G 通信、LORA通信等多个领域，性价比极高。
体积小巧，重量轻，工作效率大于>60%，适合于便携型无线通信的使用。
AN_Master_VG05A采用FPC柔性材质，是一种内置天线，容易安装，适用于几乎所有的小型电子产品。
迈斯维是一家专业的天线公司，多款天线具有自主知识产权，超宽带天线种类丰富，同时提供产品选型技巧，能够基于客户需求快速选品，减少不必要的时间支出。此外此公司在天线领域拥有发明专利等知识产权三十多项，在现有产品无法满足客户需求的情况下，该公司还可根据客户需求进行定制研发，为客户量身定做，如有需要可以联系他们具体了解一下该公司的产品，希望百度答主的回答能帮到您。

现如今，4G LTE天线仍然是人们基本的通信覆盖需求中必不可少的设备，而且具有相当多的种类可供人们选择。仅从外形方面分类，就有蘑菇头天线、棒状天线、贴片天线等等。所以在选择天线时，就要从自己的需求出发，来筛选出一款性能最好、性价比最高的4G LTE天线。
4G LTE天线的难点：
在保证天线有足够宽的带宽、足够高的功率的同时，还要使天线有较小的尺寸，从技术层面来讲设计难度较高。以及产品的耐用性、可靠性和安装方便性的增强这些方面，也是在设计过程中需要认真考虑的因素。
迈斯维4G/3G/LTE小型蘑菇头天线AN_GSM_003L的优势：
覆盖频率广：AN_GSM_003L的频率范围为698~960/1710~2690MHz，最高增益为25dB，能够接受所有4GLTE，3G信号频段。
硬件性能好：此天线模型采用螺母安装的安装方式，安装牢固，不易脱落；并且在天线的底部配上了3M泡棉胶进行螺母与粘连双固定。ABS材质的天线罩，坚固耐用，可以延长产品的使用寿命，保障天线性能的稳定；天线的防水性能佳，防水等级为IP65-IP67，适合室外物联网设备M2M通信应用场景。
节省空间：AN_GSM_003L的最大特征为尺寸小，天线的集成度更高，特别适合尺寸较小的设备进行适配。
国内公司里面做天线产品的推荐迈斯维，这家公司主要研究的就是无线通讯系统，以供应天线产品为主，可以根据不同的需求提供相对应的天线产品，并且支持定制服务，在天线领域拥有发明专利等知识产权三十多项，天线门类广、核心设计水平高，除了4G LTE天线天线之外，还有多种天线类型可供选择，有需求的可以去了解一下。

物联网的十大应用：智能家居、可穿戴、智慧城市、智能电网、工业互联网、连接车、联网医疗（数字医疗/远程医疗/远程医疗）、智能零售、智能供应链、智能农业。

智能家居

每当我们想到物联网系统时，最重要、最高效的应用就是智能家居，它在所有渠道中都是最高的物联网应用。寻找智能家居的人数每月增加约60000人。另一件有趣的事情是，物联网分析智能家居数据库包括256家公司和初创公司。现在，越来越多的公司积极参与智能家居以及该领域的类似应用。智能家居初创公司的预计资金额超过25亿美元，并以快速增长的速度增长。创业公司名单包括著名的创业公司名称，如AlertMe或Nest，以及一些跨国公司，如飞利浦、海尔或贝尔金。

可穿戴

就像智能家居一样，可穿戴设备仍然是潜在物联网的热门话题。每年，全球消费者都在等待最新的苹果智能手表的发布。除此之外，还有很多其他可穿戴设备可以让我们的生活变得轻松，比如索尼SmartB Trainer、LookSee手镯或Myo手势控制。

智慧城市

智慧城市，顾名思义，是一项重大创新，涵盖了从水分配和交通管理到废物管理和环境监测的各种各样的使用案例。它之所以如此受欢迎，是因为它试图消除城市居民的不适和问题。智能城市部门提供的物联网解决方案解决了各种与城市相关的问题，包括交通、减少空气和噪音污染，以及帮助城市更加安全。

智能电网

智能电网是物联网技术的另一个突出领域。智能电网基本上承诺以自动化方式提取有关消费者和电力供应商行为的信息，以提高配电的效率、经济性和可靠性。每月41000次的谷歌搜索证明了这一概念的流行。

工业互联网

考虑工业互联网的一种方式是查看发电、石油、天然气和医疗等行业中的连接机器和设备。它还利用了计划外停机和系统故障可能导致危及生命的情况。嵌入物联网的系统往往包括用于心脏监测的健身带或智能家用电器等设备。这些系统功能齐全，易于使用，但不可靠，因为如果发生停机，它们通常不会造成紧急情况。

连接车

互联汽车技术是一个由多个传感器、天线、嵌入式软件和技术组成的庞大而广泛的网络，有助于在复杂的世界中进行通信导航。它有责任以一致性、准确性和速度做出决策。它还必须是可靠的。当人类将方向盘和制动器的控制权交给目前正在高速公路上测试的自动驾驶车辆时，这些要求将变得更加关键。

联网医疗（数字医疗/远程医疗/远程医疗）

物联网在医疗保健领域有多种应用，从远程监控设备到先进技术，从智能传感器到设备集成。它有可能改善医生提供医疗服务的方式，并确保患者的安全和健康。医疗物联网可以让患者花更多时间与医生互动，从而提高患者参与度和满意度。从个人健身传感器到外科手术机器人，医疗领域的物联网带来了新的工具，这些工具采用了生态系统中的最新技术进行更新，有助于发展更好的医疗保健。物联网有助于医疗改革，并为患者和医疗专业人员提供口袋友好型解决方案。

智能零售

零售商已开始采用物联网解决方案，并在多个应用程序中使用物联网嵌入式系统，以改善商店运营、增加购买、减少盗窃、实现库存管理和增强消费者的购物体验。通过物联网，实体零售商可以更有力地与在线挑战者竞争。他们可以重新获得失去的市场份额，吸引消费者进入商店，从而使他们更容易在省钱的同时购买更多商品。

智能供应链

几年来，供应链已经变得越来越智能。提供解决问题的方案，例如在货物在路上或运输途中跟踪货物，或帮助供应商交换库存信息，是一些流行的产品。通过启用物联网的系统，包含嵌入式传感器的工厂设备可以传输有关不同参数的数据，如压力、温度和机器利用率。物联网系统还可以处理工作流程和更改设备设置以优化性能。

智能农业

智能农业在物联网应用中经常被忽视。然而，由于农业经营的数量通常是偏远的，而且农民从事的牲畜数量很大，所有这些都可以通过物联网进行监控，并可以彻底改变农民日常经营的方式。但是，这一想法尚未得到大规模关注。尽管如此，它仍然是不应低估的物联网应用之一。智能农业有可能成为一个重要的应用领域，特别是在农产品出口国。

物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。
物联网产业链包含芯片提供商、传感器供应商、无线模组(含天线)厂商、网络运营商、平台服务商、系统及软件开发商、智能硬件厂商、系统集成及应用服务提供商八大环节。芯片提供商是物联网的大脑，也是物联网产业链价值最高的环节。低功耗、高可靠性的半导体芯片是物联网几乎所有环节都必不可少的关键部件之一。依据芯片功能的不同，物联网产业中所需芯片既包括集成在传感器、无线模组中实现特定功能的芯片，也包括嵌入在终端设备中提供“大脑”功能的嵌入式微处理器。传统的国际半导体巨头，如ARM、英特尔、高通、飞思卡尔等;国内主要厂商包括：华为海思、展讯、中兴微、北京君正、华天科技等。

---