本文涉及:蓝牙,WiFi,BLE,Zigbee,Z-Wave,6LoWPAN,NFC,WiFi Direct,GSM,LTE,LoRa,NB-IoT和LTE-M。小隐根据它们的功能,数据速度和操作范围不同而成几个大类。
本文触及:蓝牙,WiFi,BLE,Zigbee,Z-Wave,6LoWPAN,NFC,WiFi Direct,GSM,LTE,LoRa,NB-IoT和LTE-M。小隐依据它们的功用,数据速度和操作规模不同而成几个大类。
一、点对点技能
点对点即表明两个设备衔接在一起以进行直接通讯。一般只要两个设备能够参加对等衔接。
1. Bluetooth Classic (经典蓝牙)
最闻名的点对点无线技能当属蓝牙无疑了。将手机衔接到蓝牙扬声器时,蓝牙扬声器是手机和扬声器之间即为点对点无线衔接。
由于相对较短的工作规模,蓝牙功耗适当低。它比WiFi耗费更少的功率,比蜂窝技能少得多,但仍远远超越蓝牙低功耗或Zigbee等技能。
2. WiFi Direct
咱们都知道WiFi,但很少有人听说过WiFi Direct,即便是简直一切手机和平板电脑都支撑它。与蓝牙相同,但与传统WiFi不同,WiFi Direct是一种点对点无线技能。
传统的WiFi设置了一个接入点,答应许多设备衔接到它。可是,假如你想在没有接入点的状况下将数据直接从一个设备传输到另一个设备,该怎么办?这便是WiFi Direct发挥作用的当地。
WiFi Direct运用与传统WiFi相同的底子技能。它运用相同的频率,并供给相似的带宽和速度。可是,它不需求接入点,答应两个设备具有相似于蓝牙的直接衔接。
WiFi Direct相关于蓝牙的优势首要是传输速度更快。事实上,WiFi Direct比蓝牙快一百倍。尽管这个速度是以功耗为价值,可是本钱才是***的妨碍。
二、近场通讯
与本文中评论的其他无线技能底子不同。NFC运用在两个线圈之间同享的电磁场进行通讯,而一切其他无线技能发射无线电波。
由于NFC经过两个电磁耦合在一起的线圈进行通讯,因而工作规模很小。两个耦合线圈底子上构成具有空气芯的变压器。
NFC最常见的用处对错触摸式付出体系。尽管付出数据当然是加密的,但NFC的极短操作规模也有助于消除邻近其他人破解买卖的或许性。
NFC答应运用无源NFC标签。在这种状况下,被迫意味着没有电源。相反,无源标签由NFC读取器设备的电磁场供电。通讯和功率传输都发生在两个耦合线圈之间。
无源标签的长处是它们简略,廉价,细巧,而且简直***期,由于没有电池。还供给有源标签,其间包括电池。
作为旁注,无线充电,经过将设备放置在充电垫上为设备充电,也能够运用两个耦合线圈之间的相同功率传输现象。
三、低功耗/短程/低数据网格技能
创立低功耗,低数据网络有四种常用技能:蓝牙低功耗,Zigbee,Z-Wave和6LoWPAN。
假如咱们的产品是电池供电的,而且需求在短间隔内发送相对较少的数据,那么这四种技能中的一种或许是***处理方案。
一切这四种技能支撑的要害特性称为网状网络,有时也称为多对多网络。
一般,要将数据从设备A发送到设备C,您有必要在设备A和设备C之间构成直接衔接。关于蓝牙和WiFi Direct等对等技能便是这种状况。
可是经过网状网络,咱们能够经过设备B将数据从设备A发送到设备C.数据从设备A发送到设备B,设备B然后将数据中继到设备C。这答应咱们创立巨大的互连设备网络能够掩盖功率极低的大面积区域。
例如,假设有26个标记为A到Z的设备,这些设备在每个设备之间以30米左右的间隔间离隔。一般状况下,假如将设备A的数据一向发送到间隔750米远的设备Z,则需求一台功率适当大的发射机。这需求具有大电池的产品。
可是经过网状网络,咱们能够将数据从设备A中继到设备B,再到设备C等,直到设备Z.没有一个设备有必要传输超越一百英尺的数据,因而需求的功率由每个设备都小得多。
网状网络能够翻开许多十分风趣的运用程序。
1. 蓝牙低功耗(BLE)
蓝牙低功耗不仅仅是蓝牙经典的低能耗版别。事实上,它的运用程序与一般蓝牙彻底不同。
蓝牙LE或许是小隐参加过的项目中最常见的无线功用类型。
BLE有许多运用,但最常见的一种是传输传感器数据。每分钟丈量一次温度的传感器设备,或许每10分钟记载并传输其方位的GPS设备便是一些比如。
在许多状况下,蓝牙LE产品仅运用小型扣子电池供电。假如数据不常常发送,则从扣子电池运转的BLE设备或许具有一年或更长的电池寿数。
蓝牙LE遭到手机和平板电脑的广泛支撑,使其成为将产品与移动运用程序衔接的抱负处理方案。它还支撑高达1Mbps的下降传输速度(经典蓝牙能够到达2-3 Mbps)。
BLE支撑网状网络,它答应最多32,767个设备的网状网络!
除非你有充沛的理由挑选其他技能之一(Zigbee,Z-Wave和6LoWPAN),不然小隐强烈建议你运用蓝牙LE。它无疑是最简略的无线技能,功耗极低,是最受支撑的技能。
2. Zigbee
Zigbee是另一种短间隔网络技能,在许多方面相似于具有相似运用的蓝牙LE。它运用相同的2.4 GHz载波频率,功耗极低,在相似规模内运转,并供给网状网络。
实际上,Zigbee网状网络能够包括多达65,000个设备,这是蓝牙LE能够支撑的两倍。可是,我还没有看到推进任何约束的运用程序。
Zigbee首要用于家庭主动化运用,如智能照明,智能恒温器和家庭动力监控。它还常用于工业主动化,智能仪表和安全体系。
3. Z-Wave
Z-Wave是一种专有无线技能,首要与家庭主动化商场中的Zigbee和BLE竞赛。
与运用盛行的2.4 GHz频段的BLE和Zigbee不同,Z-Wave运用低于1GHz的频段。假如你期望在全球规模内出售产品,则许多国家/区域的切当频段会有所不同。
载波频率较低有两个明显长处:添加规模和削减搅扰。较低频率的无线电波进一步传达。
Z-Wave运用的频段往往没有那么拥堵。较低载波频率的缺陷是数据传输速度较低,终究比蓝牙LE慢近10倍。
Z-Wave支撑最多232个设备的小型网状网络,这对大多数运用来说现已足够了。
4. 6LoWPAN
6LoWPAN是Zigbee的新竞赛对手。首要差异在于6LoWPAN是根据IP的网络,如WiFi。与Zigbee和Z-Wave相同,6LoWPAN首要用于家庭主动化运用和智能电表。
四、局域网(LAN)技能
假如你的产品需求拜访互联网,而且将一直在WiFi接入点邻近运用,那么WiFi便是答案。由于其适度的掩盖区域,WiFi被称为局域网(LAN)技能。
WiFi快速,廉价,易于施行,具有杰出的操作规模,而且能够广泛运用。至少关于移动产品而言,WiFi的***缺陷是功耗。由于功耗较高,假如您不需求WiFi供给的功能,一般***运用其他无线技能。
五、长途蜂窝技能
假如你的产品需求拜访云,但它不会一直坐落WiFi接入点邻近,那么你的产品就或许需求蜂窝无线电进行长途通讯。
1. GSM / GPRS
长期以来,用于数据传输的GSM(全球移动通讯体系)与GPRS(通用分组无线电服务)相结合已成为不需求很多数据传输的产品最常用的蜂窝技能。这首要是由于GSM / GPRS硬件的广泛可用性和相对低的硬件本钱。
可是,世界上大多数蜂窝运营商都在逐渐筛选GSM,因而他们能够为需求很多数据传输的4G和5G智能手机开释更多带宽。
最或许的挑选是将硬件从GSM处理方案升级到LTE蜂窝技能,但随之而来的是价格大幅提高。
2. LTE
LTE是一种4G蜂窝技能,支撑比GSM更快的数据速率。假如你的产品需求十分快速的蜂窝数据传输速度,那么LTE或许是***挑选。
可是,假如你的产品并不真实需求这种等级的数据速度,那么你将付出您底子不需求的硬件。嵌入式GSM模块,只需十几元,而LTE模块的价格或许超越140元。LTE的运营商服务本钱也将明显高于GSM。
跟着物联网(IoT)设备的很多遍及,这种技能挑选的距离变得愈加明显。不过,这个距离正在被低功耗长途技能所添补。
六、低功耗长途技能
假如你需求长间隔,低数据通讯,就像许多物联网产品相同,那么你的技能挑选并不像其他运用那样明晰。这种类型的网络一般被称为LPWAN或低功率广域网。
例如,假如你的产品在长途方位搜集气候数据并主动将该数据上传到云,则或许需求LPWAN技能。正如小隐现已指出的那样,GSM或LTE蜂窝技能都不合适低数据速率运用。
还有其他无线技能能够处理这个问题,包括LoRa,NB-IoT和LTE-M。不幸的是,这些都不是广泛支撑的全球规范。这使得许多产品的施行具有挑战性或不或许性,详细取决于它们的出售地址。
1. LoRa / LoRaWAN
LoRa(Long-Range的缩写)能够在某些区域进行超越10公里的远间隔通讯,一起耗电量很小。它是Semtech在2012年收买的专有无线技能。
LoRa是指底层技能,能够直接用于点对点通讯。LoRaWAN是指上层网络协议。
假如你正在寻觅低功耗,长间隔,点对点的处理方案,那么LoRa是一个很好的挑选。你一般能够购买比LoRaWAN模块廉价的LoRa模块。
假如期望产品衔接到现有的LoRaWAN网络,则需求包括网络层的更贵重的LoRaWAN模块。
尽管LoRa的规划能够在很大规模内运转,但它并不是能够衔接到移动网络的蜂窝技能。这使得它更简略,施行起来更廉价,但它的运用程序是有限的。
例如,假如你的产品需求长途拜访云,那么还需求供给LoRa网关设备以衔接到Internet。网关设备衔接到互联网,并与任何长途LoRa设备通讯。
假设在操作规模内没有LoRa网关,LoRa不为任何单个长途设备供给长途拜访云的办法。
2. NB-IT
与LoRa / LoRaWAN不同,NB-IoT是一种蜂窝技能。这意味着它更杂乱,施行起来更贵重,而且耗费更多功率。可是,它供给更高质量的蜂窝衔接和直接拜访互联网。
NB-IoT仅用于传输十分少数的数据。NB-IoT的***缺陷是可用性有限。
3. LTE-M
假如你的产品需求比LoRa或NB-IoT支撑的数据速率更高的长途蜂窝接入,那么LTE-M或许是***挑选。
该技能适用于需求直接衔接到4G移动网络的物联网设备。它是LTE蜂窝技能的一个子集,针对小型电池运转的低数据速率设备进行了优化。
LTE-M在几个要害方面与规范LTE不同。 首要,施行起来更廉价,其次,由于由于带宽更有限,能够运用更简略的芯片。
其次,它针对下降功耗进行了优化,避免快速耗尽小电池。***,蜂窝服务本钱明显下降,由于你没有运用挨近规范LTE所需带宽的任何当地。
结语:小隐以为挑选无线技能的要害是缩小咱们的要求。这其间,所需的工作规模,数据传输速度,功耗和本钱则是挑选无线技能的首要规范。
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