常用的无线通信技术有:Wi-Fi、BLE、2G3G4G5G(GPRS)、LTE-Cat1、NB-loT和LoRa,这篇文章我会一一介绍这几种通信技术和应用场景。LoRa是智能家居常用的通信技术,我会单独放到一篇文章中来讲解。
Wi-Fi(发音: /ˈwaɪfaɪ/,法语发音:/wifi/),在中文里又称作“行动热点”,是Wi-Fi联盟制造商的商标做为产品的品牌认证,是一个创建于IEEE 802.11标准的无线局域网技术。基于两套系统的密切相关,也常有人把Wi-Fi当做IEEE 802.11标准的同义术语。“Wi-Fi”常被写成“WiFi”或“Wifi”,但是它们并没有被Wi-Fi联盟认可。
Wi-Fi联盟成立于1999年,当时的名称叫做Wireless Ethernet Compatibility Alliance(WECA)。在2002年10月,正式改名为Wi-Fi Alliance。
Wi-Fi 的频段是 2.412GHz-2.484GHz
我们购买的路由器说明书上往往会标明兼容IEEE 802.11b/g/n 2.4GHz的说明。
如果你经常登录路由器的后台,也会在路由器配置页面中看到无线模式bgn选项的配置,如下图所示
Wi-Fi联盟从2018采用了更容易记忆的数字版本号,如Wi-Fi 5、Wi-Fi 6等。
通常物联网设备按键较少,也没有输入输出的显示屏幕。我们要将设备联网后才能对其进行物联网控制,那么对于使用Wi-Fi通信技术的设备接入网络的过程就叫做Wi-Fi配网。
Wi-Fi配网的过程如下:
由于一般Wi-Fi设备没有人机交互界面,最开始的是Wi-Fi配网是一件很麻烦的事,后来很多物联网平台和模组厂家就推出了一键配网(SmartConfig)
一键配网工作原理如下:
但是由于以下原因,一键配网经常失败
由于一键配网可能经常配网失败,所以很多厂家都做了备用配网方式。如小米米家物联网平台的设备热点配网技术
设备热点配网技术工作原理如下:
这种方式配网成功率高,但是需要手动输入路由器的Wi-Fi的密码。
当然还有其他Wi-Fi配网模式,如:
它们的配网关系如下图所示
对应需要连接电源线、不关心功耗的设备往往优先采用Wi-Fi ,如家庭、办公区域、公共区域都有Wi-Fi的覆盖。
那如果是靠电池供电的设备就需要考虑功耗问题了,可以使用低功耗的通信技术BLE。
BLE即Bluetooth Low Energy,也就是低功耗蓝牙,它是Bluetooth 4.0/4.1/4.2的统称。它仅仅依靠一颗纽扣电池即可供电工作数年。
BLE 的频段是2.400GHz-2.4835GHz,采用40个带宽2MHz的通道。
BLE有如下优势:
目前最新蓝牙技术是蓝牙5
蓝牙5有如下特性:
但是蓝牙5还没有普及,BLE仍然是主流。
在没有连接Wi-Fi热点的手机,最开始是通过2G联网、打电话、发短信的。
慢慢地有了3G、4G,以及现在捧上天的5G,这些都是蜂窝通信技术。
以前很多设备都是通过2G联网的,但是新的产品最好避免使用2G模组,由于现在5G在快速普及中,需要退网腾出的频段供5G使用。
2G即将淘汰,那么2G的替换选择是什么呢?
LTE-Cat1 和 NB-IoT应该是比较好的替代选择了。
LTE-Cat1模组比NB-IoT要贵,但是远低于4G模组的价格
LTE-Cat1属于4G网络低速类别,因此网络覆盖广
LTE-Cat1带宽20MHz,上行速率5Mbps,下行10Mbps
功耗比NB-IoT大,但是低于2G/3G设备。
适合可穿戴设备、ATM机、自助售货机、无人机等。
NB-IoT模组价格和2G模组差不多
NB-IoT带宽180KHz,上行速率16.9Kbps,下行速率26Kbps
功耗低
NB-IoT会成为5G的一部分
但是NB-IoT网络覆盖不够理想
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