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物联网主流技术及其应用场景分析

2024-04-08 17:31:47

物联网的无线通信技术多种多样,主要分为两大类:一类是用于短距离通信的技术,如ZigBee、Wi-Fi、蓝牙和Z-wave;另一类是用于广域网通信的技术,即低功耗广域网(LPWAN)技术。物联网的快速发展对无线通信技术提出了更高的要求,专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计的LPWAN也快速兴起。

而LPWAN领域目前占据市场的主流技术就是NB-IOT和LoRa技术,到底那种技术更有优势,更有可能占据物联网未来,下面让我们具体分析!

市场分析

IoT AnalyTIcs 的报告显示,到 2023 年底,全球 LPWAN (低功耗广域网络) 物联网连接数达到了近 13 亿。这个数字预计将以 26% 的复合年增长率增长,预计到 2027 年,届时将达到30亿,占全球所有物联网连接的10%。这种增长的背后是对远程监控等用例的需求,这些用例需要不频繁的数据传输和电池操作,而LPWAN特别适合这些用例。

技术分析

LoRa 是LPWAN通信技术中的一种,是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。这一方案改变了以往关于传输距离与功耗的折中考虑方式,为用户提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统,进而扩展传感网络。

NB-IoT指窄带物联网(Narrow Band-Internet of Things)技术,是工作在授权频段的技术,核心是面向低端物联网终端(低耗流),适合广泛部署在智能家居、智能城市、智能生产等领域,对长距离、低速率、低功耗、多终端的物联网应用具有较大优势

NB-IoT技术:

  • 特点:
    1. 广覆盖,将提供改进的室内覆盖,在同样的频段下,NB-IoT比现有的网络增益20dB,覆盖面积扩大100倍;
    2. 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,支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构;
    3. 更低功耗,NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年;(如果终端每天发送一次200Byte报文,5瓦时电池寿命可达12.8年)
    4. 更低的模块成本,企业预期的单个接连模块5美元左右。

LoRa技术:

  • 特点:
  • 大大的改善了接收的灵敏度,超过-148dBm的接收灵敏度使其可视通信距离可达15公里;
  • 降低了功耗,其接收电流仅14mA,待机电流为1.7mA,这大大延迟了电池的使用寿命;
  • 基于终端和集中器/网关的系统可以支持测距和定位。LoRa对距离的测量是基于信号的空中传输时间而非传统的RSSI,其定位精度可达5m(假设10km的范围)。

应用分析

LoRa应用场景分析

LoRa 技术在以下三类应用场景中具有优势:

1. 特定区域内覆盖多样化的应用(园区、工厂等);

2. 运营商网络覆盖不足又是刚需的市场;

3. 部分对数据敏感的行业。

在当前主要以企业级物联网应用场景为主的情况下,LoRa 应用总体上呈现了如下两个特点:

1、应用场景方面,在 LoRa 技术众多应用领域中,表计领域的产品占所有 LoRa 产品的 70%,其应用量级与其他领域的应用量级相比差距巨大。除智能表计以外,LoRa 技术在国内其他应用领域有智慧楼宇、智慧酒店、智慧园区、 安全、智慧城市、农业、环境监测等。未来,如果消费级领域成功开拓的话,目前的出货领域结构将会发生较大的变化。行业应用成熟度方面,成熟度普遍不高,应用成熟度最高的领域仍然是表计行业应用。

2、纵观整个 LoRa 产业,该产业仍处于孵化阶段,基本各个应用领域的成熟度依然比较低。表计类应用由于起步较早,相比于其他应用领域,算是一个比较成熟的细分市场。

NB-IOT应用场景分析

NB-IoT技术因其广覆盖、大连接、低功耗的特点,被广泛应用于交通、物流、安防、电力、水利、燃气、健康医疗、零售、抄表、公共设施、智能家居、智慧城市和工业制造等多个领域,显示了其广泛适用性和潜力,并随着技术的发展将持续扩大其应用场景。