这话题拿到现在来谈,应该是每种协议都有自身的应用领域与优缺点。
他们重叠的部分不算多,有的甚至都没有重叠。
1、ZigBee模块
ZigBee是一种可工作在2.4GHz(全球流行)、868MHz(欧洲流行)和915 MHz(美国流行)3个频段上的无线连接技术,分别具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输速率,它的传输距离在10—75m的范围内,但可以继续增加。
在组网性能上,ZigBee可以构造为星形或者点对点对等,在每一个ZigBee组成的无线中,连接地址码分为16b短地址或者 ** b长地址,可容纳的最大设备个数分别为216和2 ** 个,具有较大的容量。
在无线通信技术上,采用CA-CA方式,有效地避免了无线电载波之间的冲突,此外,为保证传输数据的可靠性,建立了完整的应答通信协议。
另外,ZigBee设备具有低耗,数据传输速率低,兼容性高以及实现成本低等特点,现已发展至3.0版本,广泛应用于智能家居、智慧医疗、智能楼宇以及能源等领域。
2、蓝牙模块
蓝牙( Bluetooth)是一种无线技术标准,可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换(使用2.4—2.485 GHz的I波段的UHF无线电波)。蓝牙可连接多个设备,克服了数据同步的难题。从音频传输、图文传输、视频传输,再到以低耗为主打的物联网传输,蓝牙应用的场景也越来越广。
前两代蓝牙技术都是技术的塑形阶段,将蓝牙技术发展成为一种可靠、安全、实用的传输通信技术。随着3G时代的到来,蓝牙技术也迈入高速率传输的第三代。第三代蓝牙技术传输速率高达24Mbps,核心是使用AMP技术,允许蓝牙协议栈针对任一任务动态地选择正确射频。仅仅一年之后,蓝牙就进入了4.0时代,第四代蓝牙技术是迄今为止第一个蓝牙综合协议规范,将蓝牙的传输距离提升至100米以上,响应速度更快,最短可在 3 毫秒内完成连接设置并开始传输数据,并在传输速率、隐私保护以及可拓展性方面进行了极大提升,极大提高了技术价值。
2016年,伴随着物联网的风口,蓝牙技术更新至5.0。蓝牙 5.0 在低耗模式下具备更快更远的传输能力,如云里物里MS50SFA1蓝牙5.0模块传输速率是上代技术的两倍(速度上限为2Mbps),有效传输距离是上代技术的四倍(理论上可达 300 米),数据包容量更是上代技术的八倍。同时,为了更好的服务物联网,蓝牙技术发展了一套Mesh网状,有别于传统的蓝牙连接的“一对一”配对,Mesh能够使设备实现“多对多”的关系。因此,Mesh可以分布在制造工厂、办公楼、购物中心、商业园区以及更广的场景中,为照明设备、工业自动化设备、安防摄像机、烟雾探测器和环境传感器提供更稳定的控制方案。
随着蓝牙5.0技术的出现和蓝牙Mesh技术的成熟,大大降低了设备之间长距离、多设备通讯的门槛,为未来的 IoT 带来了更大的想象空间。
3、 Wi-Fi模块
Wi-Fi技术已经越来越成为目前生活中的标配,不只是手机、电脑等,越来越多的物联网设备也支持Wi-Fi。我们目前所使用的Wi-Fi标准是最早于1997年发布的802.11b演变而来,802.11b的速率仅为2Mbps,1999年提出的802.11g将速率提升至11Mbps。目前最新的802.11ax理论最大速率10Gbps左右。
Wi-Fi有两种组网结构:一对多(Infrastructure模式),和点对点(Ad-hoc模式,也叫IBSS模式)。最常用的Wi-Fi是一对多结构的,例如日常使用的无线路由器是路由器+AP(接入点),可接入多个设备。此外Wi-Fi还可实现点对点结构,比如两个笔记本可以用Wi-Fi直接连接起来不经过无线路由器。
传统的Wi-Fi使用2.4G频段,随着使用2.4Ghz频段的设备越来越多,相互之间干扰增强,因此第五代Wi-Fi技术研制了运行在5GHz以上的高频段。理论上5G频段相较2.4G速率更快,但两者各有优缺点,2.4G穿墙衰减更少,传播距离更远,但使用设备多,干扰大;5G网速更稳定,速率更高,但穿墙等衰减大,覆盖距离小。
标准WiFi(基于802.11a/b/g/n/ac)通常不是物联网的最佳技术,但由于Wi-Fi技术目前应用的广泛性,某些物联网应用可以利用已安装的标准WiFi,在室内或校园环境投入使用。基于802.11ah的WiFi HaLow是专为物联网而设计,但它需要独立(与标准WiFi相比)基础设施和专用客户端,复杂度相对较高。目前最新提出的802.11ax已经能够满足大多数物联设备的使用,但在以后的物联网中是否采用802.11ax,仍将取决于802.11ax客户端的成本以及客户端和AP进入市场的速度。
4、GPRS
GPRS是通用分组无线电服务(General Packet Radio Service)的缩写,是终端和通信基站之间的一种远程通信技术。
GPRS可以说是G的延续,它以封包的方式来传输数据,不独占频道,因此可以较好利用G上空闲的频道资源。GPRS的传输速率可达到56~114Kbps。用户通过使用该项数据业务可以连接到电信运营商的通信基站,进而连接到互联网,获取互联网信息。
GPRS具有充分利用现有的、传输速率高、资费较合理、资源利用率高、始终在线等特点。目前广泛应用于环境监测、自动抄表、输电线路检测、车联网、工程建筑质量监理、智慧农业等几乎所有户外移动物联网应用场景。
5、NB-IoT
NB-IoT是指窄带物联网(Narrow Band-Internet of Things)技术,是一种聚焦于低耗广覆盖(LPWAN)物联网(IoT)市场的新兴技术,在全球范围内取得了广泛应用。
NB-IoT构建于蜂窝,使用License频段,只消耗大约180KHz的带宽,可采取带内、保护带或独立载波等三种部署方式,降低了部署成本、实现平滑升级。
NB-IoT具有覆盖广、连接多、速率快、成本低、耗低、架构优等特点。普遍来看,一个NB-IOT基站可以覆盖10km的范围,相较于GPRS基站提升了20dB的增益,能覆盖到地下、地下室、地下管道等信号难以到达的地方。
目前,NB-IoT已广泛应用于远程抄表、资产跟踪、智能停车、智慧农业等领域,越来越受到市场的关注,但是,NB-IoT仍然有许多不足。NB-IoT的部署频率必须是授权的,需由运营商花钱部署,另外,模块成本仍然较高,虽然近期模组价格已经压低至20元以下,但距离市场爆发式增长所需的低成本仍有一段路。
6、 LoRa
LoRa是指远距离无线电(Long Range Radio)技术。在相同耗条件下,LoRa是传统的无线射频通信距离的3-5倍,实现了低耗和远距离的统一。
LoRa主要在全球免费频段运行(即非授权频段),包括433、868、915 MHz等。具有低耗、高敏感度、容量大等优点。相较NB-IoT,LoRa的综合成本(、模组、运营成本等)并不算高,并且LoRa灵活的特性可以更方便地让企业能够基于LoRa连接技术做系统集成,为用户提供完整的解决方案,这不仅更符合用户需求,对于LoRa企业而言,也能带来更多的商业附加价值。
不仅在表计领域,LoRa在非表计领域的应用也得到了突破性的发展,包括智能楼宇、智慧城市、路灯、农业等都有很多成应用的案例。当前,LoRa在国内每年部署的节点已超过1000万个,在北京、深圳、广州、杭州等城市均有城市级的LoRa覆盖。