五种无线通信协议及其特点

101 阅读 0 评论 67 点赞

我是靠谱客的博主哭泣海燕，最近开发中收集的这篇文章主要介绍五种无线通信协议及其特点，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

文章目录

- 1. LoRa
- 2. NB-IOT
- 3. ZigBee (IEEE 802.15.4)
- 4. WiFi (IEEE 802.11)
- 5. 蓝牙和BLE (IEEE 802.15.1)

物联网的无线通信技术很多，主要分为两类：
一类是 Zigbee、WiFi、蓝牙、Z-wave等短距离通信技术
另一类是 LPWAN（low-power Wide-Area Network，低功耗广域网），即广域网通信技术。LPWAN又可分为两类：一类是工作于未授权频谱的 LoRa、SigFox等技术；另一类是工作于授权频谱下，3GPP支持的2/3/4G蜂窝通信技术，比如 EC-GSM、LTE Cat-m、NB-IoT等。

下文主要介绍：LoRa；NB-IOT；ZigBee；WiFi；蓝牙和BLE。

1. LoRa

LoRa，是Long Range的缩写，是LPWAN通信技术中的一种，是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。这一方案改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式，为用户提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统，进而扩展传感网络。目前，LoRa 主要在全球免费频段运行，包括433、868、915 MHz等。

LoRa技术具有远距离、低功耗（电池寿命长）、多节点、低成本的特性。

LoRaWAN是在LoRa物理层传输技术基础之上的以MAC层为主的一套协议标准，对应OSI七层模型中的数据链路层(MAC层)，LoRaWAN消除了具体硬件的不兼容性，同时还实现了多信道接入、频率切换、自适应速率、信道管理、定时收发，节点接入认证与数据加密、漫游等特性。

常见的LoRa模块，通常实现的就是物理层的通信，要实现LoRaWAN功能，需要使用软件来实现LoRaWAN协议，要实现网络通信功能，还需要一个网关。

2. NB-IOT

NB-IOT，窄带物联网（Narrow Band Internet of Things, NB-IoT）。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。

NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。

NB-IOT介绍：http://www.sohu.com/a/150294833_120921

3. ZigBee (IEEE 802.15.4)

LPWAN 是当前无线技术中发展最为迅猛的组织。ZigBee 是一项开放性的全球化标准，专为 M2M 网络而设计。

该技术具有低成本、低功耗的特点，同时具有低延迟和低占空比特性，允许产品最大限度地延长电池寿命，是许多工业应用的理想解决方案。ZigBee 协议提供128位 AES 加密。此外，该技术还支持 Mesh 网络，允许网络节点通过多个路径连接在一起。

ZigBee 无线技术最常用的应用场景是智能家居设备领域。该技术将多个设备同时连接在一起的能力使其成为家庭网络环境的理想选择，用户可以实现各种智能设备之间的相互通信。

ZigBee 联盟近期对这项技术进行了标准化，希望连接的兼容性和通用性更强。目前，所有的 ZigBee 设备都无法与其他不同厂家的 ZigBee 设备直接进行通信。希望标准化的制定能够纠正这个问题，并且促使这些设备为最终用户提供统一的功能。

4. WiFi (IEEE 802.11)

WiFi 使用无线电波（RF）来实现两个设备之间的相互通信。该技术常用于将电脑、平板和手机等设备连接到路由器从而实现上网。实际上，它可以用于任何两个硬件设备的连接。WiFi 是由 IEEE 制定的运行在 802.11标准的本地无线网络。

WiFi 既可以使用全球 2.4GHz UHF频段也可以使用 5GHz SHF ISM 无线电频段。WiFi 联盟认证一些产品，允许将其标记为“Wi-Fi 认证”。为了获得该指定，产品必须通过联盟的互操作性认证测试。

802.11b、802.11g 和 802.11n 在2.4GHz ISM 频段上运行。该频段容易受到一些蓝牙设备以及一些微波炉和移动电话的干扰。

在上述两种频段上运行的设备都可以在美国运行，无需 FCC 许可证，但仍需要FCC第15部分认证。每个频道的前六个通道被认为是私有无线电频段的一部分。

5. 蓝牙和BLE (IEEE 802.15.1)

蓝牙和低功耗蓝牙（BLE）（有什么区别?）都是用于短距离数据传输的无线技术。该技术经常用于可连接用户手机和平板等小型设备。例如，该技术多用于各种语音系统。

低功耗蓝牙比标准蓝牙功率更小，用于健身跟踪器、智能手表或者其他连接设备的小型硬件，以实现无线数据传输，且不会严重影响电池电量。

BLE 最近才开始被广泛应用。该技术最初由智能手机制造商诺基亚于2006年推出，但直到2010年才成为蓝牙标准的一部分。如今，BLE 被称为智能蓝牙，已经得到了大多数智能手机和电脑制造商的支持，以及大多数主流操作系统包括 Windows 8、OS X、Linux、Windows Phone、Android和iOS的支持。

蓝牙使用 UHF 无线电波进行数据传输。该技术最初标准化为 IEEE 802.15.1，但如今 IEEE 不再维护该特定标准。