浅谈几种无线通信技术在物联网中的应用

  • 物联网

物联网是近几年兴起的名词,顾名思义,就是物体连接的网络。我们都知道互联网可以实现信息共享,信息交互。物联网就是建立在互联网基础上,从信息交互,到物体控制。万物物联,大势所趋。简而言之,就是信息控制终端,终端接受控制,并且反馈信息。

  • 无线通信
    在此的无线通信特指射频。在电子学理论中,电流流过导体,导体周围会形成磁场;交变电流通过导体,导体周围会形成交变的电磁场,称为电磁波。在电磁波频率低于100kHz时,电磁波会被地表吸收,不能形成有效的传输,但电磁波频率高于100kHz时,电磁波可以在空气中传播,并经大气层外缘的电离层反射,形成远距离传输能力。我们把具有远距离传输能力的高频电磁波称为射频。应用多种多样,但是本质都是电磁波的传输。
    深入了解我也不懂,我只能从应用层面和大家分享几种有特点的应用于物联网的无线技术。

  • GPRS,NB—IOT,2G,4G网络
    以上几种都是常见的应用于物联网远距离传输无线通信方式,本质都是利用基站进行传输转播,电磁波通过电离层反射,基站再次反射,最后到终端设备,技术已经应用广泛,例如手机。
    在物联网中值得一提的是最近兴起的NB_IOT技术,窄带物联网(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)只消耗大约180KHz的带宽。NB-IoT是物联网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。相比其他几种,特点就是低功耗,流量低,成本较低,部署简单。典型的应用就是移动ONENET平台。对于单个终端可以实现低成本一次部署终生受益。

  • 2.4G ,zigbee,bluetooth,wifi
    这类我统称为短距离无线通信方式,典型应用就是智能家居,一个家庭的覆盖半径顶多一百米,内部可轻易实现自组网,控制其他设备。成本较低,根据需求采用低功耗2.4G模块可轻易实现家庭设备互联。最终通过互联网或者基站建立远程控制联系。这种模块的局限性就是距离过短。

  • lora
    对于lora,我研究较为深入,独自一人从芯片级设计出了一款具有低功耗性能的模组。如果正在做lora项目开发的同行欢迎讨论。lora是一种Long Range(长距离)的简称,是一种长距离,低功耗的无线通信技术。目前semetch公司是LORA芯片唯一的提供商。lora的出现解决了物联网中核心难题,远距离,低功耗。lora是一款芯片,也是一种新技术,同时产生的lorawan和lora不能混为一谈,从结构分析,lora是物理层,lorawan算是网络层。我之前的研发工作只是做到对物理层的开发,lorawan只是了解一点。如今有些人将lora吹的神乎其神,其实都是不懂得瞎说,lora的确很有特点,但只是在特有场合具有独到的优势。
    优点:远距离,低功耗,大规模部署相比NB成本较低。
    缺点:传输速率慢,通信频段易受干扰,芯片供应被semtech垄断,从底层开发周期较长,自组网的网络机制较为复杂,对于一般公司不愿研究lora技术,更愿意买模块直接用。
    在这里表达对外国工程师深深的敬意,毕竟国内能静下心来做真正的研发的是极少数公司。

以上均属个人观点,欢迎指正讨论~

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