硬件部:高锋
物联网,就是要实现物与物之间的互通,但苦于物没有生命,没有嘴,想表达的信息只能通过各种通讯协议传达给其他物品或人类。万物互联的背后,有很多技术协议默默支撑着这些传输。
1. WiFi
传输速度快,然而功耗也较高,很多情况是用作高速有线网络的无线延伸。
2. 蓝牙
传输速度和功耗之间进行了权衡,能在较高传输速率的同时将功耗控制在较低水平,实际产品通常使用电池供电,例如蓝牙耳机,蓝牙键盘等。
3. ZigBee
比较适合低数据量低功耗的场合,两节五号电池支持长达六个月到两年左右的使用时间,然而Bluetooth仅能工作数周,WiFi只可工作数小时。此外还有成本低,组网灵活,网络容量大的优势。
4. GG
这里指2G、3G、4G等,通信距离远,随着技术的发展,传输速度越来越快,只是功耗依旧较高,应用最多的当然就是我们日常使用的手机。
而物联网时代,万物互联已经从手机电脑发展到了万万物物,场景也不仅仅局限在房间内的小范围,而延展到了整个城市,甚至更广,例如家里的水表电表,马路上的井盖,路边的垃圾桶等等都可能是接入物联网的潜在对象。
但是, WiFi、蓝牙和ZigBee覆盖范围小,GG功耗又比较高,这些与现实的小数据量、低功耗、长距通信的物联网需求显得有点不适用。相关企业和组织为了迎合这些需求,进化出了新的种群——LPWAN(Low Power Wide Area Network,低功耗广域网络),比较有代表性的就是工作于授权频谱下的NB-IoT;以及工作于未授权频谱的LoRa。
5. NB-IoT
即窄带物联网,最为突出的特点就在于可以通过运营商网络实现更广的覆盖;其次是具备支撑海量连接的能力,NB-IoT一个扇区能够支持10万个连接;再次是低功耗,NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年;另外对于成本也非常重视,预期模块单价不超过5美元,为大规模使用提供了可能。
6. LoRa
LoRa即Long Range,突出特点在于节点单跳通信距离远,称可达数公里,因此可以降低对网络结构的依赖,使用较为简单的网络形式即可。然而更为可贵的是,组成的局域网也可以通过LoRa网关集中接入GPRS/3G/4G网络,使通讯范围得到扩展,而不再受限于局域网内。
如果做个比喻,那么NB-IoT就像是我们现在用的手机,能通过运营商网络,实现近乎全部网络覆盖范围内的通信;而LoRa更像是对讲机,网络简单,不必依赖运营商而实现独立运作,对于小范围内的应用,具有简单灵活、成本更低的优势,这些特点都可以在具体项目中灵活掌握。
总结:
物联网中可用的技术非常之多,这里只是介绍了是比较常见的几种,然而我们在具体项目中,最为关心的也还是覆盖距离、通信速率、功耗以及成本这几个方面,当然更远的通信覆盖距离和更高的通信速率也就意味着更高的功耗。
这里通过一张图将他们在通信速率和覆盖距离上做了一下对比,希望在具体项目中,能选出最为适用的技术吧。