Lora和Zigbee无线通讯技术的对比

物联网应用中的无线技术有很多种,从大的方向分为两种,一种是局域网,另外一种是广域网。

最常见的广域网,是基于电信公司网络通讯的无线技术,例如2G,3G,4G,5G等,以及现在比较流行的NB-Iot。  广域网工作的频段是属于商业的,需要国家授权购买,才能使用,否则不能正常使用

局域网无线技术包括ASK,FSK,WIFI,蓝牙,zigbee,Z-Wave,Lora等.

在安防报警系统和智能家居系统中,比较传统的无线通讯方式是ASK。但随着需要的不断的提高,ASK早已无法满足需求。

我接触Zigbee,Lora大概是在2016年。因为ASK抗干扰能力差,无线传输的速率低,传输距离不够远等诸多问题, ASK无法满足智能安防报警系统,我们先后尝试了2.4G FSK, Z-Wave,Zigbee,Lora等技术.  其中,我们最早想采用Zigbee来代替ASK,经过几个月的测试,因传输距离的问题,最终放弃,调头选择了Lora.

以我个人对无线通讯技术的了解,今天和大家一起谈谈Zigbee,和Lora无线通讯。

Lora无线通讯:

我们无际单片机编程现在也正在录制lora的课程,通过芯片级开发教学员去做一个lora模块,后期会基于这个模块去开发一些lora的产品应用,让学员掌握lora最底层的开发,而不是只会用模块。

LoRa 是一个新兴的无线通讯技术,是由美国Semtech开发的,一款基于扩频技术的超远距离无线传输方案。

Lora改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑的思维方式. 为用户提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量的无线通讯方案。

支持低功耗

LORA通讯协议,其接收电流仅10mA,睡眠电流<200nA,这大大延长了电池的使用寿命,极大程度上 降低了电池供电设备的功耗。

传输距离远:

传统的ASK,FSK,蓝牙等无线的传输距离大概小于100米,通过加大功率可以达到1000米甚至更远. Lora在低速空旷的条件下可以达到10公里。

在同样的条件下,Lora的无线传输距离更远。

原理: LoRa解调信号的信噪比与-20dB,相比调频制式调频FSK还高出了30dB,这相当于范围和距离扩大了很多倍。在户外,6dB的差距就可以实现2倍于原来的传输距离

抗干扰:

LoRa无线通讯采用的是扩频技术,并通过高扩频因子,极大的提高了无线通讯的抗干扰能力。 即使是用相同的频率,同时发送信号到主机上,也不会相互干扰,彻底的解决了无线信号通讯容易被干扰的痛点。

穿透力更强:

LORA的无线穿透力更强,我Lora无线模块 20dbM的发射功率下,470Mhz的无线传输频率下,经过我们的实际测试,比传统的ASK使用的穿墙能力提高了5倍以上。

无线通讯的数据的速率:

Lora支持半双工的无线通讯,速率支持292bps-5.4kbps。  可支持无线升级设备固件。在物联网应用种完全可以满足需求。

LORA采用了数字扩频、数字信号处理、以及前身纠错编码技术,拥有前所未有的性能,是物联网局域网通讯种最优秀的一 种解决方案

缺点:Lora无线通讯的技术和专利,以及芯片的制作等,都被美国Semtech公司垄断,以及关于Lora的LoraWan技术,也是由美国semtech开发。

这几年LoraWan因政策和市场的变化,发展停滞。但并不影响Lora无线通讯技术的点对点无线数据传输的应用,智能家居,工业数据传输等,应用的行业非常的广泛。

关于LoraWan,我本人也是极力的不支持LoraWan,因为垄断太可怕了,国外巨头垄断更可怕。

igbee无线通讯:

目前市场上的大多数智能家居智能产品都在采用的一种局域网无线通讯技术。

ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。

主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。

低功耗

由于ZigBee的传输速率低,发射功率仅为1mW,如果进入休眠模式,功耗低。

时延短

通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短,典型的搜索设备时延30ms,休眠激活的时延是15ms, 活动设备信道接入的时延为15ms。因此ZigBee技术适用于对时延要求苛刻的无线控制应用。

防碰撞机制:

采取碰撞机智,,避开了发送数据的竞争和冲突。MAC层采用了完全确认的数据传输模式, 每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。如果传输过程中出现问题可以进行重发。

安全性高:

ZigBee提供了基于循环冗余校验(CRC)的数据包完整性检查功能,支持鉴权和认证, 采用了AES-128的加密算法,各个应用可以灵活确定其安全属性。

成本高:

Zigbee协议复杂,技术门槛高,前期需要投入大量人力研究开发,这对项目的进展和产品的推出产生了很大阻碍。 模块的成本在15-30之间,对于低成本的探测器来讲,成本较高。

穿透力差,传输距离短:

传输距离短,穿透力(穿墙能力)差,是Zigbee 最大的痛点。但随着Mesh,级联算法的植入,Zigbee基本上可以满足小家庭的智能家居系统。

综上,我们发现其实Zigbee 和Lora 都属于低功耗局域网无线通讯技术,抗干扰能力强等共同点,但Lora 在无线传输距离,无线穿透力方面的优势是Zigbee技术望尘莫及的,这也是Lora的优势所在。

但因为Lora技术,专利,制作,完全被美国Semtech所垄断,这也是Lora发展最大的痛点,其中的理由,不用我说太多!

今天我们先就聊到这里。

原创干货

Lora无线传输协议技术浅析

2021-7-13 17:46:55

原创干货

Lora如何组网?有哪些简单的Lora组网协议?

2021-7-13 18:36:19

0 条回复 A文章作者 M管理员
    暂无讨论,说说你的看法吧
个人中心
购物车
优惠劵
今日签到
有新私信 私信列表
搜索