比较物联网中几种常见的低功耗无线技

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我是靠谱客的博主能干蜡烛，最近开发中收集的这篇文章主要介绍比较物联网中几种常见的低功耗无线技，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

最近开始忙碌起来了，专利评审进入最后阶段，要准备答辩PPT，还得考虑总部项目的新需求，很少有时间静下来看点资料。刚好上周收到一个物联网会议的邀请，参会地点在美国，我就不说什么了，公司今年一个劲地看预算，海外会议一律没戏。还好老外把与会的演讲都共享在网上，youtube如何翻墙这里不做技术讲解。周末辛苦两天，看完几份报告，收获还行。创业公司(startup）介绍公司产品的暂且不提，一份关于WIRELESS TECHNOLOGIES FOR THE INTERNET OF THINGS(物联网中无线技术)的报告还是很不错的，值得一看。我这里就将主要的精髓总结一下

当前很多词炒得很热，比如 smart health and fitness, home automation, HVAC, smart meters, smart payment，这些都是物联网在我们生活中某一方面的应用，它们都离不了智能设备，而这些小巧的智能设备大多存在低功耗、小尺寸、低成本等的要求。如果商场的每家商店都有一个beacon热点，那顾客会体验到很多便捷的服务，但如果这些热点经常需要定期维护和更换，那运维成本将很快超过部署这种技术所得到优势。所以low-power wireless很重要，我们看看当前有哪几种低功耗无线技术

1. BLE(BlueTooth Low Energy) 最先有诺基亚发起(膜拜一下Nokia)，也被成为BlueTooth v4.0，已经成为标准，BLE与用来连接耳机和手机的老式蓝牙一样，采用2.4GHz 频率，不同之处在于蓝牙LE 是进行间歇通信。它不像老式蓝牙那样一直保持连接状态，而是仅连接数毫秒至数秒，在执行完通信后立即断开连接，进入睡眠模式，由此来实现省电力化。使用frequency hopping跳频技术

2. ANT 加拿大Dynastream Innovations公司自主研发，基于2.4 GHz 频段，主要用于运动用途的手表和安装在跑鞋上的步速传感器等，这样传感器可以将信息显示在手表。 ANT规定了通信网络的拓扑和访问控制方式等的协议，不包含物理层。以OSI 参考模式为例，类似规定了第二层至第五层的部分内容。其特点是，所需的协议栈容量非常小。而ANT+是在ANT传输协议上的超低功耗版本，它是为健康、训练和运动专门开发的。支持点对点，星形，树形，乃至复杂的网状网络。捷安特ADV车已采用ANT+规范，ANT用TDM时分复用来抗干扰

3. ZigBee 基于IEEE802.15.4，主要针对smart meters, home automation和remote control ，也有节能及睡眠机制，信道带宽2MHz，但间隔5MHz，所以频谱不如BLE高效，抗干扰能力不如BLE和ANT，所以不能跟WiFi共存，而BLE可以

4. RF4CE 在ZigBee基础上由三星、松下、飞利浦、索尼四家提出的，芯片方面有TI和飞思卡尔支持，主要定位是电视机顶盒的远程控制，为了解决红外的line-of-sight障碍

5. Nike+ 耐克和Apple提出的，是专有方案，只用于苹果和耐克的设备上，苹果老喜欢这样做了

6. NFC 其实跟上面有点不同，这个需要很近距离(5cm)，而且耗电也稍微多些，是从RFID演变来的，运行在13.56MHz频率，但被动式NFC可以完全无动力，只有当靠近NFC 域时，才被激活。NFC比RFID增加了数据双向传送的功能，使其更加适合用于电子货币支付；特别是RFID所不能实现的相互认证、动态加密和一次性钥匙(OTP)都能够在NFC上实现

下面我们详细看看几组对比结果

支持的网络拓扑结构对比

能耗效率(Power efficiency) 比较 ----传输单位bit需要耗费的电量

WiFi > BLE > ANT > Nike+ > IrDA > ZigBee

注意这里WiFi是不考虑峰值峰谷的波动，其实WiFi的peak current consumption使得它无法使用纽扣电池供电

无线通信距离比较

吞吐量的比较

延时比较

峰值耗电量 使用CR2032电池

应用场景的比较

这些在我们设计物联网时都需要综合考虑，此外还有6LoWPAN(ipv6 for Low-power Wireless Personal Area Network)，它基于802.15.4，比ZigBee/Z-wave要多网络层的定义设计，可以认为是为了支持ZigBee/Z-wave的IP协议

个人介绍：

Samsung Electronics VD IoT Platform高级工程师，在物联网，云计算，移动通讯，网络安全和消息传递基础构架领域拥有超过9年的专业知识和经验。拥有丰富的企业消息传递基础构架开发，物联网、云、设备联接解决方案开发，以及成熟的管理软件和解决方案，如敏捷和DevOpts的开发经验。在国内首次提出SDT(softwaredefined Things)的IOT概念，拥有3项专利(一份正在评审)。

是三星、英特尔、戴尔所成立智能家居设备标准联盟开放互联联盟(OIC)的代码贡献者(https://gerrit.iotivity.org/gerrit/p/iotivity.git)

https://www.iotivity.org/documentation/iotivity-services/protocol-plug-manager

经常参与云计算,物联网等开源社区(Vmware,ECUG失效云计算用户组)交流讨论，关注开源社区技术动态