本文導(dǎo)讀

物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)很多，主要分為兩類(lèi)：

• ZigBee、Wi-Fi、藍(lán)牙、Z-wave等短距離通信技術(shù)；

• LPWAN(low-powerWide-AreaNetwork，低功耗廣域網(wǎng))，即廣域網(wǎng)通信技術(shù)。

物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展對(duì)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)提出了更高的要求，專(zhuān)為低帶寬、低功耗、遠(yuǎn)距離、大量連接的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的LPWAN也快速興起。

圖1 LPWAN行業(yè)應(yīng)用

而目前LPWAN主要可分為兩類(lèi)：

• 工作于未授權(quán)頻譜的LoRa技術(shù)；

• 工作于授權(quán)頻譜下的NB-IoT。

圖2 頻段授權(quán)分布

LoRa模塊是指基于Semtech公司SX127X系列芯片研發(fā)的一款工業(yè)級(jí)射頻無(wú)線(xiàn)產(chǎn)品。相比傳統(tǒng)的窄帶調(diào)制技術(shù)，LoRa模塊采用了擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)，在抑制同頻干擾的性能方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，解決了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案無(wú)法同時(shí)兼顧距離、抗擾和功耗的問(wèn)題。

NB-IoT指窄帶物聯(lián)網(wǎng)(Narrow Band-Internet of Things)技術(shù)，是工作在授權(quán)頻段的技術(shù)，核心是面向低端物聯(lián)網(wǎng)終端(低耗流)，適合廣泛部署在智能家居、智能城市、智能生產(chǎn)等領(lǐng)域，在長(zhǎng)距離、低速率、低功耗、多終端的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方面具有較大優(yōu)勢(shì)。

而就技術(shù)方案而言，LoRa和NB-IoT各有優(yōu)勢(shì)。

LoRa優(yōu)勢(shì)：

• 相比于NB-IoT，LoRa基于Sub-GHz的頻段使其更易以較低功耗遠(yuǎn)距離通信，可以使用電池供電或者其他能量收集的方式供電；

• LoRa信號(hào)的波長(zhǎng)較長(zhǎng)決定了它的穿透力與避障能力；

• 大大的改善了接收的靈敏度，超過(guò)-148dBm的接收靈敏度使其可視通信距離可達(dá)15公里；

• 降低了功耗，其接收電流僅14mA，待機(jī)電流為1.7mA，這大大延遲了電池的使用壽命；

• 基于終端和集中器/網(wǎng)關(guān)的系統(tǒng)可以支持測(cè)距和定位。LoRa對(duì)距離的測(cè)量是基于信號(hào)的空中傳輸時(shí)間而非傳統(tǒng)的RSSI，其定位精度可達(dá)5m(假設(shè)10km的范圍)。

NB-IOT優(yōu)勢(shì)：

• 廣覆蓋，將提供改進(jìn)的室內(nèi)覆蓋，在同樣的頻段下，NB-IoT比現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)增益20dB，覆蓋面積擴(kuò)大100倍；

• 具備支撐海量連接的能力，NB-IoT一個(gè)扇區(qū)能夠支持10萬(wàn)個(gè)連接，支持低延時(shí)敏感度、超低的設(shè)備成本、低設(shè)備功耗和優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)；

• 更低功耗，NB-IoT終端模塊的待機(jī)時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)10年；(如果終端每天發(fā)送一次200Byte報(bào)文，5瓦時(shí)電池壽命可達(dá)12.8年)

• 更低的模塊成本，企業(yè)預(yù)期的單個(gè)接連模塊5美元左右。

表1 LoRa與NB-IoT參數(shù)對(duì)比表

LoRa與NB-IoT應(yīng)用場(chǎng)景適應(yīng)性對(duì)比。

一、智能三表

在智能三表領(lǐng)域相關(guān)的公司和部門(mén)需要低速率的數(shù)據(jù)傳輸、頻繁的通信和低延遲。由于三表是目前逐漸由電池供電的，所以對(duì)超低功耗和長(zhǎng)電池使用壽命需求比較重視。

并且還需要對(duì)線(xiàn)網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控以便發(fā)現(xiàn)隱患時(shí)及時(shí)處理。LoRaWAN的ClassC可以實(shí)現(xiàn)低延遲，且對(duì)于低傳輸速率和頻繁通信的需求，專(zhuān)網(wǎng)十分必要。

二、智慧農(nóng)業(yè)

對(duì)農(nóng)業(yè)來(lái)說(shuō)，低功耗低成本的傳感器是迫切需要的。溫濕度、二氧化碳、鹽堿度等傳感器的應(yīng)用對(duì)于農(nóng)業(yè)提高產(chǎn)量、減少水資源的消耗等有重要的意義，這些傳感器需要定期地上傳數(shù)據(jù)。

LoRa十分適用于這樣的場(chǎng)景。而且很多偏遠(yuǎn)的農(nóng)場(chǎng)或者耕地并沒(méi)有覆蓋蜂窩網(wǎng)絡(luò)，更不用說(shuō)4G/LTE了，所以NB-IoT并不如LoRa一樣適合于智慧農(nóng)業(yè)。

三、自動(dòng)化制造

工廠機(jī)器的運(yùn)行需要實(shí)時(shí)的監(jiān)控，不僅可以保證生產(chǎn)效率而且通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控可以提高人工效率。在工廠的自動(dòng)化制造和生產(chǎn)中，有許多不同類(lèi)型的傳感器和設(shè)備。一些場(chǎng)景需要頻繁的通信并且確保良好的服務(wù)質(zhì)量，這時(shí)NB-IoT是較為合適的選擇。

而一些場(chǎng)景需要低成本的傳感器配以低功耗和長(zhǎng)壽命的電池來(lái)追蹤設(shè)備、監(jiān)控狀態(tài)，這時(shí)LoRa便是合理的選擇。所以對(duì)于自動(dòng)化生產(chǎn)制造的多樣性來(lái)說(shuō)，NB-IoT和LoRa都有用武之地。

四、智能建筑

對(duì)于建筑的改造，加入溫濕度、安全、有害氣體、水流監(jiān)測(cè)等傳感器并且定時(shí)的將監(jiān)測(cè)的信息上傳，方便了管理者的監(jiān)管同時(shí)更方便了用戶(hù)。

通常來(lái)說(shuō)這些傳感器的通信不需要特別頻繁或者保證特別好的服務(wù)質(zhì)量，同時(shí)便攜式的家庭式網(wǎng)關(guān)便可以滿(mǎn)足需要。所以該場(chǎng)景LoRa是比較合適的選擇。

五、物流追蹤

追蹤或者定位市場(chǎng)的一個(gè)重要的需求就是終端的電池使用壽命。物流追蹤可以作為混合型部署的實(shí)際案例。物流企業(yè)可以根據(jù)定位的需要在需要場(chǎng)所部網(wǎng)，可以是倉(cāng)庫(kù)或者運(yùn)輸車(chē)輛上，這時(shí)便攜式的基站便派上了用場(chǎng)。

LoRa可以提供這樣的部署方案，而對(duì)于NB-IoT來(lái)說(shuō)追蹤范圍過(guò)大基站的鋪設(shè)是很大的問(wèn)題。同時(shí)LoRa有一個(gè)特點(diǎn)，在高速移動(dòng)時(shí)通信相對(duì)于NB-IoT更穩(wěn)定。出于以上的考慮，LoRa更適合于物流追蹤。

LoRa與NB-IoT都還處在發(fā)展的起步階段，需要各方的投入和共同的發(fā)展。當(dāng)大規(guī)模部署成為現(xiàn)實(shí)的時(shí)候，LoRa與NB-IoT模組自然會(huì)進(jìn)一步降低。在新一波的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的行情中，只有先把項(xiàng)目落地，才能贏得先人一步的機(jī)會(huì)。

致遠(yuǎn)電子致力構(gòu)建感知控制、互聯(lián)互通、ZWS IoT云平臺(tái)和服務(wù)模式生態(tài)系統(tǒng)，無(wú)線(xiàn)技術(shù)方案基本涵蓋所有主流無(wú)線(xiàn)技術(shù)。

除了具有穩(wěn)定高性能的射頻模組，致遠(yuǎn)電子針對(duì)客戶(hù)不同應(yīng)用和需求，推出了支持二次開(kāi)發(fā)的核心模塊。例如LoRa自組網(wǎng)模塊，重點(diǎn)突破了LoRa協(xié)議開(kāi)發(fā)難的問(wèn)題。

另外，提前預(yù)告，致遠(yuǎn)電子NB-IoT模塊將于下周震撼上市！