在萬物互聯的時代裡,越來越多的物體將被連線到網際網路,打通端到端、端到雲的連線。這些連線,我們可採用多種通訊鏈路予以實現。在智慧型物聯應用上,工程師經常會困惑 nb-iot/lora/zigbee/wi-fi等無線連線方式,到底哪一種,才是最合適的?哪一種才能讓專案開發事半功倍? 以下為選擇無線通訊方式時的考慮 因素 。
一 、 傳輸基礎
距離: 遮擋、空曠情況下節點到 閘道器的距離。
速率: 傳輸資料量有多大?
實時性: 能接受的響應延時?
功耗: 電池壽命,能效,可能需要連線交流電。
容量: 一定範圍內聯網節點、裝置的數量。
環境: 工廠中的危險環境、暴露在天氣中的室外環境、來自電子裝置的雜訊或電磁干擾等。
通訊方式: 單向還是雙向通訊。
二、附加功能篇
公升級: 是否需要遠端公升級。
網路拓撲: 星形,網狀,或其它拓撲。
安全: 是否需要加密或認證?對資料安全性有什麼要求?
二次開發: 是否需要二次開發?是否採用單晶元方案?
開發平台: 需要作業系統嗎?需要哪些其它軟體?
三、其他
成本:設計、製造或網際網路接入服務費用。
頻段:許可頻段還是免許可頻段。
下面簡要描述 nb-iot/lora/zigbee/wi-fi之間的區別:
nb-iot
nb-iot是iot領域乙個新興的技術,支援低功耗裝置在廣域網的蜂窩資料連線,也被叫作低功耗廣域網(lpwan)。nb-iot支援待機時間長、對網路連線要求較高裝置的高效連線。nb-iot裝置的電池壽命可以長達10年,同時還能提供非常全面的室內蜂窩資料連線覆蓋,乙個小區內可以覆蓋數萬節點。
lora
lora(長距離)是由semtech公司開發的一種擴頻調製技術,典型工作頻率在美國是915mhz,在歐洲是868mhz,在亞洲是433/470mhz。其典型範圍是2km至5km,最長距離可達15km,具體取決於所處的位置和天線特性。
zigbee
wi-fi
wi-fi被廣泛用於許多物聯網應用案例,最常見的是作為從閘道器到連線網際網路的路由器的鏈路。然而,它也被用於要求高速和中距離的主要無線鏈路。大多數wi-fi版本工作在2.4ghz免許可頻段,傳輸距離長達100公尺,具體取決於應用環境。流行的802.11n速度可達300mb/s,而更新的、工作在 5ghz ism頻段的802.11ac,速度甚至可以超過1.3gb/s。
傳輸距離方面
nb-iot>lora>zigbee>wifi
功耗來方面
wifi>lora≈zigbee≈nb-iot,後三者僅靠電池供電即可
傳輸速率方面
wifi>zigbee>lora>nb-iot
常見問題:
a、 讓使用者 把其它模組或節點的 zigbee 模組換成曉網的,但是很多時候 使用者 那做不到,這時候參見方案 b 。
b、 使用者可以用跟其它模組可以通訊的模組,按照曉網模組的線序自己做個模組安到我們的 fcu1101裡,替換掉曉網的模組就行。串列埠的,不需要寫驅動。使用者 自己按照其模組的串列埠指令手冊寫應用程式就行,就不要用我們的 zigbee 測試程式了。
lora 模組,是不是各廠家的頻率一致是否就可以進行通訊?
不是,每家模組具體協議細節都是不同的,即使通用的 lorawan 協議 也不能保證協議細節 是相同的。不同廠家的模組互通的可能性幾乎沒有 。
lora 和 zigbee 可以連線的節點數量?
lora 廣播模式(單向通訊)下數量沒限制,輪詢模式(雙向通訊) 同時只能跟乙個節點通訊,數量沒限制; zigbee 曉網模組理論值65535 個
lora 預設是用的 型號: e32-ttl-100(433t20dc) 20dbm ( 預設使用 ) , 可以換更高功率的 e32-ttl-1w(433t30d) 30dbm 。功率高的,傳輸距離 遠些。太谷相容了 e22
什麼時候用 lora ,什麼時候用 zigbee ?
可以從通訊距離、資料量和成本方面考慮,
距離:zigbee 兩個模組之間的通訊距離在幾百公尺左右,而 lo ra 在幾公里。雖然 zigbee 可以通過組網跳轉延長末端到閘道器的距離,但是增加中間節點也會帶來成本的增加。
資料量: lora 一次通訊的資料量是幾百個位元組,而 zigbee 是幾百 k 位元組。
zigbee 組網方式
lora 組網方式
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