物联网无线通信技术(BLE/WIFI/Zigbee/NBIoT/Lora/Sigfox)比较

摘要:北京时间20200228关于【物联网无线通信技术(BLE/WIFI/Zigbee/NBIoT/Lora/Sigfox)比较】的具体情况和说明,让www.scxctj.cn新闻频道以图文形式为您慢慢道来。

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以大家常见的手环为例:通过加速度传感器,脉搏传感器,血氧传感,血压传感等等,加上蓝牙应用层协议(Profiles)和蓝牙内置的MCU,便可以实现计步,心率监测等等运动或健康应用,这里手环就是一个比较完整的小应用(如图路径1);最后利用蓝牙传输与手机连接就可以实现运动或健康数据采集,实现大数据监测和管理(如图路径2)。

随着5G的商用,‘管’这一侧基本上也变得十分通畅,大带宽,低时延的特性,满足了各种物联网应用场景的需求。就蓝牙来说,各种应用如果出现与云之间的交互的话,5G就能比较好的克服时延的问题。举个栗子,在家居场景,如果某个蓝牙mesh网络节点需要发出网络控制指令,而这个指令是语音形式的,那么低时延就显得非常重要。命令从节点到云,经过识别后返回网络,这个过程越快,用户体验越好。

其次,我们看看比较详细的特性对比。

功耗:在功耗表现方面BLE是最好的,市场上最好的指标是:RTC休眠(不是shutdown,很多时候会有意或无意的去混淆这个)的时候1~2uA,这个值已经基本上是由PMU,pad等半导体的物理特性决定了的,一般来说很难再小了。Active时候的峰值基本在十毫安左右;而500ms广播的平均电流在几十uA。WiFi基本上是数量级的高于这个数值,这个也是比较基本的判断。NB,Lora,Sigfox的功耗基本介于这两者之间。低功耗是BLE的标志性特征。

速率:BLE是2Mbps,可以做透传,做BLE的profile应用,音频等。WiFi目前用在物联网的基本都是802.11b(物联网的802.11ah协议基本没有应用),所以最高速率在10Mbps左右,WiFi是为数据而生的协议,目前用在控制方面的应用,传输能力比较鸡肋。其他的Zigbee,NB,Lora,Sigfox都在250Kbps左右,这类协议基本只能做极小数据的透传,不能像BLE一样还能做一些应用。

传输距离:BLE5具备长距离特性,室内50米左右,相比WiFi在高功率发射的情况下表现还要好。Zigbee同BT4.2之前的水平差不多,应该在室内10几米。NB,Lora,Sigfox属于广域的协议,传输距离都在1000米以上。

各自的问题:

WiFi的问题在于功耗比较大,成本也较高,组网能力不足。Zigbee的问题在于成本也比较高,组网的规模不能太大会阻塞,而且没有互联网入口。NB的问题在于功耗并没有宣传的好,成本也高(芯片高,运行商还收费),传输数据量太小。Lora/Sigfox的问题在于目前没有合法的身份,虽然免去了运行商的成本,但需要自己建基站。

目前看来,BLE在平衡功耗,速率,成本,组网能方面是做的最好的,目前的发展趋势看来,将是短距物联网连接的主流方案。根据蓝牙组织的报告,低功耗蓝牙的全球市场规模从2018年的13.2亿片左右,将增长到2023年的30.8亿片左右,以接近年平均18.5%的增长率持续增长。


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