LoRa versus Zigbee: Wat is de betere technologie voor IoT-connectiviteit

In de laatste paar decennia, het internet der dingen heeft aanzienlijke vooruitgang geboekt, zichzelf vestigen als de technologiekoning in alle lagen van de bevolking. Van slimme wearables tot domotica tot slimme steden, IoT is als een huis in brand, blijft nieuwe mogelijkheden openen, het vernieuwen van onze bedrijven en levens. Als transmissiebasis van het IoT, draadloze communicatietechnologie is een hot topic geworden, met verschillende technologieën die nieuwe voortbrengen om een ​​grote taart van de IoT-markt te delen. Een van de meest populaire draadloze technologieën, dit artikel gaat in op de verschillen tussen LoRa en Zigbee.

IoT-ontwikkeling: introductie tot LoRa en Zigbee

Er zijn veel draadloze communicatietechnologieën in IoT-toepassingen die kunnen helpen bij het opzetten van een lokaal of wide area network. De draadloze technologie van het LAN omvat 2,4 GHz WiFi, Zigbee, Bluetooth, enz., en het WAN omvat 2G/3G/4G, enz. Vóór low-power wide area-netwerken (LPWAN), het leek alsof je moest kiezen tussen laag vermogen en lange afstand. Met de goedkeuring van LPWAN-technologie, it’s possible to maximize longer-range communications and lower-power consumption, terwijl u bespaart op extra kosten.

Wat is LoRa

LoRa staat voor langeafstandsradio, dat is een WAN-standaard met laag vermogen die is aangenomen en gepromoot door American Semtech Company. Gebaseerd op spread spectrum technologie, het is een van de draadloze communicatietechnologieën van LPWAN, goed presteren op het gebied van transmissieafstand en stroomverbruik.

LoRa heeft langere afstanden dan andere draadloze technologieën voor hetzelfde stroomverbruik, voor een eenvoudig systeem met lange afstanden, lange batterijduur, en hoge capaciteit om sensornetwerken te schalen. De dekking van de Lora-verbinding is: 3-5 keer die van traditionele radiofrequentiecommunicatie. Momenteel, LoRa is over de hele wereld gepopulariseerd en geleidelijk toegepast op het internet der dingen.

Wat is Zigbee

Zigbee is een draadloos netwerkprotocol voor transmissie over korte afstanden, die geschikt is voor gegevensoverdracht tussen een reeks elektronische componenten met een korte overdrachtsafstand;, lage transmissiesnelheid en laag stroomverbruik. Het ontleent zijn naam aan de zigzagdans van honingbijen, omdat bijen altijd met hun vleugels dansen om de locatie van het stuifmeel aan hun metgezellen door te geven.

Als een korte afstand, lage complexiteit, laag vermogen, goedkope draadloze communicatietechnologie, ZigBee draadloze communicatietechnologie is gebaseerd op IEEE802 15.4 draadloze standaard in netwerken, beveiligings- en applicatiesoftware. De brede toepassing van Zigbee in slimme huizen en industriële Internet of Things bewijst dat het een betrouwbare en efficiënte draadloze netwerkoplossing is.

Functie-voor-functie vergelijking tussen LoRa en Zigbee

LoRa en Zigbee zijn verschillende standaarden voor draadloze communicatie. Om de verschillen te doorbreken, het volgende deel zal u enkele van de veel voorkomende en ongebruikelijke vergelijkingen tussen LoRa en Zigbee laten zien.

Frequentieband:: LoRa is ontworpen om te werken op frequenties tussen 863 tot 870 MHz in Europa, 902 tot 928 MHz in Amerika, 915 tot 928 MHz in Azië, en 2.4 GHz wereldwijd, terwijl Zigbee meer dan 868 MHz verzendt in Europa, 915 MHz in Amerika, en de wereldwijde standaard 2,4 GHz Industrial Scientific and Medical (ISM) frequentieband:.

Zendbereik:: Qua zendbereik, het maximale bereik voor op Zigbee gebaseerde draadloze verbindingen is 100 m, terwijl voor LoRa, het kan zich goed uitstrekken tot 15-20 km. In LoRa, het bereik is afhankelijk van tal van factoren, zoals gateways voor binnen of buiten, antenne gebruikt, enz. Gemiddeld, LoRa kan signalen over 3 mijlen (4.7 km) in stedelijke gebieden en 10 mijlen (16 km) of meer op het platteland.

Energieverbruik: De zendstroom van de LoRa-chip ligt in de buurt van die van Zigbee, en de ontvangststroom van LoRa is lager dan die van Zigbee, die beide een lager stroomverbruik hebben. In het algemeen, het aantal datapakketten dat wordt verzonden en ontvangen door de terminal van het Zigbee-systeem tijdens netwerken en normale werking is groter dan dat van LoRa, en deze interacties zullen ook het stroomverbruik verhogen.

Datasnelheid: De gegevensoverdrachtsnelheid van LoRa varieert van 300 bps naar 37.5 kbps, afhankelijk van de gebruikte bandbreedte en spreidingsfactor. Zigbee kan gegevens leveren met een snelheid van 250 kbps, 100 kbps, 40 kbps, en 20 kbps.

Topologie: LoRa-netwerkarchitectuur maakt gebruik van een ster-van-sterren-topologie, waarin gateways berichten doorgeven tussen de individuele eindapparaten en de centrale netwerkserver. Er zijn verschillende netwerktopologieën in Zigbee, inclusief ster, boom, peer-to-peer- en mesh-netwerken. Elke topologie heeft verschillende effecten op de routering van berichten en de verbinding van apparaten.

Kosten: Vanwege de langeafstandscommunicatie, sterk muurdoordringend vermogen, en grote systeemcapaciteit van LoRa, het aantal LoRa-gateways dat nodig is voor hetzelfde aantal terminals is veel minder dan dat van Zigbee-gateways, wat de netwerkkosten van het systeem kan besparen;. Vergeleken met Zigbee, de installatie en inzet van LoRa-apparaten is eenvoudiger, wat hun installatiekosten aanzienlijk verlaagt.

	LoRa	Zigbee
Specificaties autoriteit:	LoRa Alliantie	Zigbee Alliantie
Jaar van ontwikkeling	2009	1998
Standaard	IEEE 802.15.4	IEEE 802.15.4
Frequentieband:	863 tot 870 MHz, 902 tot 928 MHz, 915 tot 928 MHz, 2.4 GHz wereldwijd	868MHz, 915 MHz, 2.4GHz
Zendbereik:	3 mijlen (4.7 km) in stedelijke gebieden, 10 mijlen (16 km) of meer op het platteland	10 tot 100 meter
Energieverbruik	300 bps naar 37.5 kbps	laag
Datasnelheid	lager in vergelijking met Zigbee	20 kbps (868 MHz), 40Kbps (915 MHz) , 250 kbps (2.4GHz)
Topologie	ster	ster, boom, peer-to-peer en mesh
Kosten	laag	midden-
In de nieuwe golf van ontwikkeling van het internet der dingen	gebruikt als breed gebied Netwerk	gebruikt als LR-WPAN d.w.z. laag tarief draadloos persoonlijk gebiedsnetwerk

Wat zijn de voor- en nadelen van LoRa en Zigbee

De verschillende kenmerken van LoRa en Zigbee bepalen dat ze verschillende voordelen en beperkingen hebben. Op basis van hun speciale kenmerken hierboven, hier is een inleiding tot de belangrijkste voordelen en beperkingen van LoRa en Zigbee.

Voordelen van LoRa

• Groter bereik: Dit is een van de prominente voordelen van LoRa-technologie. Het communicatiebereik van LoRa-sensoren wordt gemeten in kilometers.
• Laag stroomverbruik is gelijk aan meer batterij: Laag stroomverbruik betekent dat LoRa-apparaten een langere batterijduur hebben, die een batterijduur van meer dan 10 jaar.
• Opmerkelijke immuniteit voor interferentie: LoRa maakt gebruik van spread-spectrumtechnologie, wat het anti-interferentievermogen van draadloze LoRa-communicatie aanzienlijk verbetert. Zelfs als signalen tegelijkertijd met dezelfde frequentie naar de host worden gestuurd, these signals won’t interfere with each other, dus grondig aanpakken van het pijnpunt dat draadloze signaalcommunicatie gemakkelijk wordt verstoord.
• Eenvoudige en snelle implementatie: Het LoRa-netwerk gebruikt in feite een stertopologie, verwerkt minder bandbreedte, en is eenvoudig uit te breiden. Het is een voor de hand liggende keuze voor praktische IoT-implementaties waar gegevensoverdracht onstabiel is.

Beperkingen van LoRa

• Niet ideaal voor grote dataladingen: LoRa is niet ideaal voor grote data-payloads omdat het minder bandbreedte verwerkt en minder data-payloads verzendt.
• Radionetwerken zonder vergunning: LoRaWAN werkt op niet-gelicentieerde radionetwerken, en naarmate LoRa-apparaten en netwerkimplementaties groeien, u kunt interferentie ervaren op die frequentie.
• Minder veilig: De LoRa-netwerklaag en de applicatielaag worden gegenereerd vanuit dezelfde rootsleutel en willekeurig getal en zijn niet van elkaar geïsoleerd. Daarom, er zijn risico's op lekken van gegevensprivacy en manipulatie van gegevens als gevolg van lekken van privésleutels.

Voordelen van Zigbee

• Flexibele netwerkstructuur: Er is meer dan één netwerkstructuur van Zigbee, maar vanwege de korte communicatieafstand van Zigbee en het zwakke vermogen om door muren te dringen, netwerkuitbreiding is moeilijk.
• Hoge beveiliging: Zigbee gebruikt het AES-128-coderingsalgoritme, die beveiliging op drie niveaus biedt tijdens gegevensoverdracht. Individuele applicaties kunnen hun beveiligingseigenschappen flexibel bepalen.
• Korte vertraging: Korte vertraging betekent dat Zigbee snel reageert, meestal overschakelen van slaap- naar werkmodus in 15 ms. Bovendien, één node kan binnen 30 ms verbinding maken met het netwerk, verdere besparingskracht.
• Grote netwerkcapaciteit: Een Zigbee-netwerk omvat maximaal 255 Zigbee-netwerkknooppunten, waarvan één een master-apparaat is en de andere slave-apparaten. Indien met elkaar verbonden via een netwerkcoördinator, het hele netwerk kan meer dan aanzienlijk ondersteunen 64,000 Zigbee-netwerkknooppunten.

Beperkingen van Zigbee

• Hoge kosten: Vanwege de korte communicatieafstand van Zigbee, de kosten zijn hoog voor toepassingen die de inzet van een groot aantal knooppunten vereisen. En als er iets mis gaat, vervangingskosten zullen hoog zijn.
• Beperkte transmissiedekking: De beperkte dekking betekent dat Zigbee voornamelijk wordt toegepast in binnenomgevingen in plaats van buitencontexten.
• Complexe implementatie: Het draadloze Zigbee-netwerk omvat een groot aantal terminalknooppunten en gateways, dus netwerken is ingewikkeld en netwerkuitbreiding is moeilijk.

Verschillende gebruiksscenario's van Zigbee- en LoRa-connectiviteit

LoRa en Zigbee zijn geboren voor totaal verschillende gebruiksscenario's. Based on the advantages of LoRa’s long-distance transmission, super anti-jamming vermogen, en laag stroomverbruik, de gemeenschappelijke toepassingsscenario's omvatten slimme steden, slimme huizen, slimme gebouwen, slimme milieumonitoring, slimme meting, slimme landbouw, slimme boerderij, slimme industrie, slimme detailhandel, slimme logistiek, Intelligente brandbeveiliging, enz. Precies zijn, Lora zorgt ervoor dat de toepassingsscenario's naadloos kunnen worden uitgebreid van binnen naar buiten en zelfs naar de hele gemeenschap.

De brede communicatiefrequentieband en korte communicatieafstand bepalen de implementatie van de Zigbee-oplossing. Veelvoorkomende toepassingsscenario's zijn onder meer smart home, slimme meting, slimme landbouw, slimme energie, enz. Zigbee heeft meer de voorkeur op het gebied van automatische besturing en afstandsbediening, en het vormde een ecologische keten van een bepaalde schaal in domotica en industriële veldbesturing. Met de verdieping van de toepassing, Zigbee’s own limitations make Zigbee products encounter a bottleneck. Tegelijkertijd, LoRa betreedt het IoT met een sterk momentum en wordt zijn sterke rivaal.

LoRa versus Zigbee: wat te kiezen voor betere connectiviteit

LoRa en Zigbee vergelijken is als appels en peren vergelijken. LoRa is superieur aan Zigbee wat betreft bereik en stroomverbruik. Zigbee heeft de voorkeur in korteafstandscommunicatie en binnenomgevingen. Wat betreft welke draadloze technologie is het beter om te kiezen voor IoT-connectiviteit, it’s obvious that the result is based on usage. U kunt het beste selecteren op basis van uw specifieke zakelijke behoeften.

Voor algemene doeleinden, LoRa is een veel effectievere optie in het geval van IoT-toepassingen die transmissie over lange afstand vereisen, laag energieverbruik, groot aantal verbindingen en locatietracking. Typische toepassingen zijn onder meer het uitlezen van slimme watermeters, slimme landbouw, slimme parkeerplaats, voertuig volgen, het volgen van de locatie van het personeel, slimme gemeenschap enzovoort. LoRa kan ook worden geïntegreerd met andere technologieën zoals WiFi, Bluetooth, grote gegevens, en meer om betere connectiviteit te bieden.

In de tussentijd, Zigbee is ook een betrouwbare draadloze netwerkoplossing, die een lange geschiedenis heeft op industrieel gebied en wordt gebruikt voor bewaking en controle op afstand. Het komt tot stand als antwoord op de toenemende vraag naar industriële automatisering voor betrouwbare draadloze datatransmissie. De Zigbee mesh-netwerkoplossing zal de efficiëntie en interoperabiliteit van IoT-apparaten aanzienlijk verbeteren.