六种物联⽹⽆线通信技术对⽐及选择
随着⽆线通信技术的种类越来越多，⼤家选择也越来越多。但在众多⽆线通信技术中，没有所谓的“万能”⽆线连接解决⽅案；因为在不同的环境，不同的功能需求，单⼀的⽆线通信技术是⽆法满⾜的。
本⽂将详细地介绍各种⽆线连接技术，并根据商业和⼯业物联⽹应⽤中最重要的特性对它们进⾏⽐较。以便⼤家清楚知道在什么环境下使⽤哪种⽆线通信技术更好。下⾯就随着蓝⽛模块⼚家云⾥物⾥科技⼀起来看下。
我们将⽐较以下技术：
1、蓝⽛技术
2、Wi-Fi
3、基于IEEE 802.15.4的技术（Thread、Zigbee）
4、Z-Wave
5、蜂窝低功耗⼴域⽹技术（NB-IoT、LTE-M）
6、⾮蜂窝低功耗⼴域⽹技术（LoRaWAN、Sigfox）
我们将⽐较每种技术的以下⼏种特性，包括：
1、距离
2、吞吐量
3、功耗
4、成本
5、拓扑结构
在⽐较各种技术的特性之前，我们先简单介绍每种技术。
1、蓝⽛技术
定义
蓝⽛技术是⼀项在2.4 GHz ISM频段上运⾏的低功耗⽆线解决⽅案。多年来，蓝⽛技术不断扩展，如今在距离、带宽和通信拓扑结构⽅⾯具有极⼤的灵活性，能够满⾜不同物联⽹应⽤的需求。
技术细节
⽬前有两种不同的蓝⽛⽆线电选择：经典蓝⽛ (Bluetooth Classic) 和低功耗蓝⽛ (Bluetooth LE)。经典蓝⽛（或BR/EDR），即初代蓝⽛⽆线电，⽬前仍被⼴泛⽤于串流应⽤，尤其是⾳频串流。⽽低功耗蓝⽛主要⽤于设备间频繁传输数据的低带宽应⽤。低功耗蓝⽛以极低的功耗以及在智能⼿机、平板电脑和个⼈电脑中的普及性著称。
低功耗蓝⽛分为点对点（point-to-point）、星型拓扑结构（Star Topology）、mesh⽹络（mesh Topology）和⼴播式拓扑结构（broadcast topologies）。在 mesh拓扑结构中， 节点之间直接连接，⽆需通过中枢与其他节点通信。节点能够将数据和信息发送⾄原始源节点通信范围之外的其他节点，扩⼤了⼤型区域内⽹络的覆盖范围。
主要⽤例
低功耗蓝⽛最常⽤于医疗和健⾝设备、智能照明系统、实时定位系统和室内导航应⽤。
2、Wi-Fi
定义
Wi-Fi是所有IEEE 802.11标准⽆线局域⽹（WLAN）的商标名称。Wi-Fi的⼯作频段通常为2.4 GHz和5 GHz ISM，但较新版本的Wi-Fi也会使⽤其他频段。
技术细节
Wi-Fi有许多版本。Wi-Fi联盟最近采⽤了⼀种新型版本编号系统：Wi-Fi 1（802.11b）、Wi-Fi 2（802.11a）、Wi-Fi
3（802.11g）、Wi-Fi 4（802.11n、Wi-Fi 5（802.11ac）和Wi-Fi 6（802.11ax）。最新发布的版本可满⾜各类应⽤的需求，包括更长的距离、更⾼的吞吐量和更⼤的覆盖范围。 Wi-Fi最流⾏的拓扑结构是星型拓扑结构。但在星型拓扑结构中，节点只能通过中枢相互通信。
主要⽤例
Wi-Fi主要⽤于⼤⽂件传输和带宽较⾼的数据传输应⽤，⽐如视频串流。 在物联⽹应⽤中，Wi-Fi最常⽤于需要直接连接互联⽹的设备。但它通常⽆法满⾜低功耗需求，也很少⽤于需要长时间依靠微型电池运⾏的应⽤和设备。
3、基于IEEE 802.15.4的技术 (Thread、Zigbee)
定义
IEEE 802.15.4技术指低速⽆线个⼈局域⽹（LR-WPAN）访问层。
技术细节
Thread和Zigbee是两种以该规格为基础的技术。它们的特点是低功耗和低数据速率。IEEE 802.15.4主要⽤于数据少、距离短、需要同时保持低功耗的应⽤场景。 虽然该技术也⽀持星型拓扑，但最常⽤的是⽹状拓扑结构。
主要⽤例
这些技术最常⽤于智能家居中的⽆线控制和监测应⽤场景。
4、Z-Wave
定义
Z-Wave最初是⼀项照明系统控制协议，后来演变成为由Z-Wave联盟管理的家居⾃动化协议。 技术细节 这项专有技术在美国的频段为
908/915 MHz，在欧洲的频段为868 MHz。频段不同是为了避免⼲扰2.4 GHz ISM频段并扩⼤覆盖范围。 这项技术主要使⽤⽹状拓扑结构。
主要⽤例
这项技术的主要应⽤于智能家居场景中。
thread技术5、蜂窝低功耗⼴域⽹技术 (NB-IoT、LTE-M)
定义
LTE-M（LTE Cat-M1或Long-Term Evolution for Machines）和NB-IoT（窄带物联⽹）都是3GPP（3rd Generation Partnership Project, 第三代合作伙伴计划）所开发的技术标准，并为蜂窝物联⽹应⽤技术提供了解决⽅案。
这两种技术将与其他5G技术共存，有望成为长期5G物联⽹战略的组成部分。5G是第五代蜂窝移动通信技术的总称，代表2 Gbps的⾼速⽹络（将来甚⾄可以达到100 Gbps）。5G技术将减少⽹络延迟并扩⼤覆盖范围（就同时连接⽹络的设备数量⽽⾔）。
技术细节
LTE-M和NB-IoT在特性上有所不同，因此适合的应⽤场景也有所不同。 NB-IoT最适合需要低功耗和低带宽的简单应⽤，⽽LTE-M由于具有更⾼的数据速率，因此最适合实时和关键任务应⽤程序。两者之间的主要区别是速度和延迟（LTE-M速度较⾼，延迟较低）。
NB-IoT和LTE-M主要采⽤星型拓扑结构。
主要⽤例
NB-IoT的主要⽤例包括智能农业、智慧城市和智能仪表应⽤。LTE-M的主要⽤例包括物流、医疗设备的回程通信通道以及汽车应⽤。
6、⾮蜂窝低功耗⼴域⽹技术 (LoRaWAN、Sigfox)
定义
LoRaWAN是LoRa联盟维护的开源⽆线⽹络协议。LoRaWAN建⽴在LoRa基础之上，loRa是Semtech公司所开发的专有调制格式。
技术细节
LoRa只定义⽹络堆栈的较低层，⽽LoRaWAN定义⽹络堆栈的较⾼层。LoRaWAN只是建⽴在LoRa基础之上的多项协议之⼀。LoRaWAN被归类为低功耗⼴域⽹（LPWAN）技术，可以低功耗实现设备之间的远程通信。
Sigfox也是⼀项LPWAN技术，但它是法国公司Sigfox所提供的专有技术。该公司是这项技术的唯⼀⽹络运营商。
主要⽤例
LoRaWAN常⽤于智慧城市应⽤市场，例如智能公⽤事业仪表、智能停车计时器以及供应链和物流应⽤（例如资产追踪）。Sigfox也常⽤于智慧城市应⽤。相⽐美国，这项技术在欧盟地区更加常见。
对⽐表
下表对⽐了上⽂中提到的⼏种⽆线技术。
在本系列后⾯的⽂章中，我们将介绍各种⼯业应⽤场景、列出每种应⽤场景最重要的特性，并评估最适合该应⽤场景的技术。

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