物联网低功耗广域网通信技术有哪些他们有何区别

物联网0148

物联网低功耗广域网通信技术有哪些他们有何区别,第1张

物联网中低功耗广域网最具有发展力的就是NB-IoT技术和LoRa技术了

第一,频段、服务质量和成本。LoRa工作在1Ghz以下的非授权频段,在应用时不需要额外付费,NB-IoT和蜂窝通信使用1GHz以下的频段是授权的,是需要收费的。

第二,电池寿命。关于电池寿命方面有两个重要的因素要考虑,节点的电流消耗以及协议内容。LoRa是一种异步的基于ALOHA的协议,也就是说节点可以根据具体应用场景需求进行或长或短的睡眠;而蜂窝等同步协议的节点必须定期地联网,这样就额外的消耗了电池的电量。

第三,网络覆盖和部署时间表。NB-IoT标准在2016年公布,除网络部署之外,相应的商业化和产业链的建立还需要更长的时间和努力去探索。LoRa的整个产业链相对已经较为成熟了,产品也处于“蓄势待发”的状态,同时全球很多国家正在进行或者已经完成了全国性的网络部署。

第四,设备成本。对终端节点来说,LoRa协议比NB-IoT更简单,更容易开发并且对于微处理器的适用和兼容性更好。同时低成本、技术相对成熟的LoRa模块已经可以在市场上找到了,并且升级版还会接踵而至。

可以去塔石了解一下,他们lora和nb-iot两种技术都有用到

物联网由于牵涉广泛,面对不同的应用情境也会需要不同的联网型态,而整个物联网市场又被视为下一波的技术发展浪潮,故也让各种通讯组织纷纷为其制定新标准,例如蓝牙联盟的BluetoothLE,LTE的LTE-M、NB-LTE等等,都是为此而生的标准,另外像是车联网也有如80211p等,而WiFi联盟又宣布一个针对低功耗物联网的标准,称之为WiFiHaLow,基于80211ah规范,虽预计2018年才开始验证,不过应该可见不久的未来就会出现"准"WiFiHalow技术的终端商品或是晶片现身。

WiFiHaLow的应用是针对较低功耗的领域,主要的特色是极为省电,但同时可穿墙以及具备较长的传输距离,针对包括智慧家庭、医护、车载、工业、零售、农业等领域,所使用的频段为900MHz(非授权频段) 以及既有WiFi之24GHz、5GHz频段 ,主打传输距离约为一般WiFi一倍以上,但未强调传输速度,可视为以穿墙以及低功耗为优先的技术标准;另在技术布局方面,WiFi联盟则是希望WiFiHaLow与现有的WiFi以皆为IP网路架构的特色,作为简化物联网架构的战略。

当然如此一来WiFiHaLow在某些方面就与蓝牙联盟预计在2016年的技术蓝图相当接近,可视为这是WiFi联盟想要再次与蓝牙联盟互抢的标准,毕竟蓝牙联盟在公布Bluetooth30时,也针对高速传输曾以80211为基础宣布Bluetooth30+HS标准,对于长期以80211规范做为技术基础的WiFi联盟也很不是滋味。

WiFi联盟,

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RFID(Radio Frequency Identification)系统从工作频段来分的话可分为

低频(125Khz~134Khz)

高频(1356Mhz)

超高频(860MHz~928Mhz全球各标准不一)

微波(245Ghz、58Ghz)。

低频:

使用的频段范围为10Khz~1MHz,常见的主要规格有125Khz/135Khz等,一般这个频段的电子标签都是被动式的,通过电感耦合方式进行能量供应和数据传输。

最大的优点在于其标签靠近金属或液体的物品上时标签搜到的影响较小,同时低频系统非常成熟,读写设备的价格低廉。

缺点是读取距离短,无法同时进行多标签读取(抗冲突)以及信息量较低,一般的存储容量在125位到512位。

主要应用于门禁系统、动物芯片、汽车防盗器和玩具等。虽然低频系统成熟,读写系统成熟,读写设备价格低廉但是由于其谐振率低,标签需要制作电感值很大的绕线电感,并常常需要封装片外谐振电容,其标签的成本反而比其他频段高。

高频:

使用的频段范围为1Mhz~400Mhz,常见的主要规格为1356MHZ这个ISM频段,这个频段的标签还是以被动式为主,也是通过电感耦合方式进行能量供应和数据传输,这个频段中最大的应用就是我们所熟知的非接触式智能卡。

和低频相较,其传输熟读较快,通常在100KBS以上,且可进行多标签辨识(各个国际标准都有成熟的抗冲突机制)。该频段的系统得益于非接触式智能卡的应用和普及,系统也比较成熟,读写设备的价格较低。高频产品最丰富,存储容量从128位到8K以上字节都有,而且可以支持很高的安全特性,从最简单的写锁定,到加密,甚至是加密协处理器都有集成。

一般应用于身份识、图书馆管理、产品管理等。安全性要求较高的RFID应用,目前该频段是唯一选择。

超高频:

使用的频段范围为400Mhz~1GHZ,常见的主要规格有433Mhz/868~950Mhz。这个频段通过电磁波方式进行能量和信息的传输。主动式和被动式的应用在这个频段都很常见,被动式标签读取距离约3~10m传输速率较快,一般也可以达到100KBS左右,而且因为天线可采用蚀刻或印刷的方式制造,因此成本相对较低。

由于读取距离较远、信息传输速率较快,而且可以同时进行大数量标签的读取与辨识,因此特别适用于物流和供应链管理等领域。

但是,这个频段的缺点是在金属与液体的物品上的应用较不理想同时系统还不成熟,读写设备的几个非常昂贵,应用和维护的成本也很高。此外,该频段的安全性特性一般,不适合安全性要求高的应用领域。

微波:

使用的频段范围为1Ghz以上,常见的规格有245Ghz、58Ghz微波频段的特性与应用和超高频段相似,读取距离约为2公尺,但是对于环境的敏感性较高。由于其频率高于超高频,标签的尺寸可以做的比超高频更小,但对该频段信号的衰减较超高频更高,同时工作距离也比超高频更小。一般应用于行李追踪。、物品管理、供应链管理等。

RFID应用特点

一、写入数据更加耗时,写入数据时是人手一个一个用读写器输入的,而且写入数据的时候还需要配合使用环境,收集所需要写入的数据。

一般的射频识别系统来说,使用电可擦可编程只读存贮器(eeprom)是主要方法。然而,使用这种方法的缺点是:写入过程中的功率消耗很大,使用寿命一般为写入100,000次。最近,也有个别厂家使用所谓的铁电随机存取存贮器(fram)。与电可擦可编程只读存贮器相比,铁电随机存取存贮器的写入功率消耗减少100倍,写入时间甚至减少1000倍。然而,铁电随机存取存贮器由于生产中的问题至今未获得广泛应用。FRAM属于非易失类存贮器。

对微波系统来说,还使用静态随机存取存贮器(sram),存贮器能很快写入数据。为了永久保存数据,需要用辅助电池作不中断的供电。

二、至于读取速度也是要分频段的,但是有一点可以肯定:无论是哪一个频段的电子标签读的速度都比写的要快,下面我作一个简单分类:

超高频的射频标签简称为微波射频标签

UHF及微波频段的rfid一般采用电磁发射原理

工作频率:超高频(902MHz~928MHz)

符合标准:epcC1G2(iso 18000-6C)

可用数据区:240位epc码

标签识别符:(tid) 64位

工作模式:可读写

天线极化:线极化

1超高频标签的阅读距离大,可达10米以上。

2超高频作用范围广,现最先进的物联网技术都是采用超高频电子标签技术。

3传送数据速度快,每秒可达单标签读取速率170张/秒(epc C1G2标签)

4标签存贮数据量大。

5超高频电子标签灵活性强,轻易就可以识别得到。

6有很高的数据传输速率,在很短的时间内可以读取大量的电子标签。

7防冲突机制,适合于多标签读取,单次可批量读取多个电子标签。

8电子标签的天线一般是长条和标签状。天线有线性和圆极化两种设计,满足不同应用的需求。

9数据保存时间 >10年。

10手持读写器可对超高频电子标签进行读写操作。

11手持读写器可对超高频电子标签进行批量操作。

12手持读写器带ce操作系统,读取超高频电子标签数据时,可通过WIFI、gprs实时上传至后台数据库。

13手持读写器相当一台pda电脑,通过读取超高频电子标签数据,可在手持读写器完成读及写动作,且可在手持读写器即时查询标签数据。(如厂家 信息、生产批号、生产日期等等)

14超高频电子标签具有全球唯一的ID号,安全保密性强,不易被破解。

智能控制;高可靠性;高保密性;易操作;方便查询;读写性能更加完善。

低频(LF)和高频(HF):

低频(LF)和高频(HF)频段rfid电子标签一般采用电磁耦合原理 高频典型工作频率为1356MHz。该频段的射频标签,因其工作原理与低频标签完全相同,即采用电感耦合方式工作,所以宜将其归为低频标签类中。另一方面,根据无线电频率的一般划分,其工作频段又称为高频,所以也常将其称为高频标签。

工作频率:低频(125KHz)、高频(1354MHz)

1低频标签的阅读距离只能在5厘米以内。

2低频作用范围现在主要是运用于低端技术领域范围内,如自动停车场收费和车辆管理系统等等。

3传送数据速度较慢。

4标签存贮数据量较少。

5低频电子标签灵活性差,不易被识别。

6数据传输速率低,在短时间内只可以一对一的读取电子标签。 7 只能适合低速、近距离识别应用。

7与超高频电子标签相比,标签天线匝数更多,成本更高一些。

8读取的距离小,低频标签与阅读器之间传送数据时,低频标签需位于阅读器天线辐射的近场区内。低频标签的阅读距离一般情况下小于8厘米。

9读取电子标签数据时只能一对一进行读取。

10手持读写器读取电子标签时不能实时上传数据,必须通过USB连接电脑才能把数据上传至后台。

11手持读写器不能实时查询数据。

12大部分低频不可写。

13低频电子标签安全保密性差,易被破解。

说明使用的路由器是双频的,一个24GHZ一个5GHZ,两个频段无线名称一样只是5GHZ后边多了个5G,一般设备常用24GHZ频率,新款的终端才会用到5GHZ频率。

5GHz是新的无线协议, 频率、速度、抗干扰都比24GHz强很多,虽然无线信号的不同,但如今支持24GHz的设备一般都搜得到,苹果的设备因为是新频段,且信道多,如果把24GHz比作三车道,那5GHz就有22车道。

但5GHZ这个频段由于频率高,波长相对于24GHz要短很多,因此穿透性,距离性比较偏弱,由于5GHz干扰少,传输快,所以适合看高清,高速传输。也是以后的发展趋势。

扩展资料

5G网络的特点:

1、峰值速率需要达到Gbit/s的标准,以满足高清视频,虚拟现实等大数据量传输。

2、空中接口时延水平需要在1ms左右,满足自动驾驶,远程医疗等实时应用。

3、超大网络容量,提供千亿设备的连接能力,满足物联网通信。

4、频谱效率要比LTE提升10倍以上。

5、连续广域覆盖和高移动性下,用户体验速率达到100Mbit/s。

6、流量密度和连接数密度大幅度提高。

7、系统协同化,智能化水平提升,表现为多用户,多点,多天线,多摄取的协同组网,以及网络间灵活地自动调整。

以上是5G区别于前几代移动通信的关键,是移动通信从以技术为中心逐步向以用户为中心转变的结果。

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