ЛоРа против Зигби: Какая технология лучше для подключения к Интернету вещей

За последние несколько десятилетий, Интернет вещей добился значительного прогресса, зарекомендовав себя как король технологий во всех сферах жизни. От умных носимых устройств до домашней автоматизации и умных городов, Интернет вещей похож на горящий дом, продолжает открывать новые возможности, обновление нашего бизнеса и жизни. В качестве основы передачи IoT, технология беспроводной связи стала горячей темой, с различными технологиями, создающими новые, чтобы разделить большой кусок рынка IoT. Среди самых популярных беспроводные технологии, эта статья будет посвящена различиям между LoRa и Zigbee..

разработка Интернета вещей: введение в LoRa и Zigbee

Существует множество технологий беспроводной связи в приложениях IoT, которые могут помочь установить локальную или глобальную сеть.. Беспроводная технология локальной сети включает Wi-Fi 2,4 ГГц., Зигби, блютус, и т.п., и WAN включает 2G/3G/4G, так далее. Перед маломощными глобальными сетями (LPWAN), казалось, что вам нужно выбирать между малой мощностью и большим расстоянием. С внедрением технологии LPWAN, it’s possible to maximize longer-range communications and lower-power consumption, при этом экономя на дополнительных затратах.

Что такое LoRa

LoRa означает радио дальнего действия., который представляет собой стандарт беспроводной сети WAN с низким энергопотреблением, принятый и продвигаемый американской компанией Semtech.. На основе технологии расширенного спектра, это одна из технологий беспроводной связи LPWAN, хорошо работает с точки зрения дальности передачи и энергопотребления.

LoRa работает на больших расстояниях, чем другие беспроводные технологии, при том же энергопотреблении., предоставление простой системы с большими расстояниями, длительное время автономной работы, и высокая производительность для масштабирования сенсорных сетей. Покрытие соединения Lora составляет 3-5 раз больше, чем традиционная радиочастотная связь. В настоящий момент, LoRa популяризировалась во всем мире и постепенно применялась в Интернете вещей..

Что такое Зигби

Zigbee — это беспроводной сетевой протокол для передачи данных на короткие расстояния., который подходит для передачи данных между рядом электронных компонентов с коротким расстоянием передачи, низкая скорость передачи и низкое энергопотребление. Он получил свое название от зигзагообразного танца медоносных пчел., так как пчелы всегда танцуют крыльями, чтобы сообщить своим товарищам о местонахождении пыльцы..

В качестве ближнего действия, низкая сложность, низкая мощность, недорогая технология беспроводной связи, Технология беспроводной связи ZigBee основана на стандарте IEEE802. 15.4 беспроводной стандарт в сети, безопасность и прикладное программное обеспечение. Широкое применение Zigbee в умных домах и промышленном Интернете вещей доказывает, что это надежное и эффективное решение для беспроводной сети..

Пошаговое сравнение LoRa и Zigbee

LoRa и Zigbee — разные стандарты беспроводной связи. Чтобы сломать различия, следующая часть покажет вам некоторые из распространенных и необычных сравнений между LoRa и Zigbee..

Диапазон частот: LoRa предназначена для работы на частотах между 863 к 870 МГц в Европе, 902 к 928 МГц в Америке, 915 к 928 МГц в Азии, и 2.4 ГГц по всему миру, в то время как Zigbee передает более 868 МГц в Европе, 915 МГц в Америке, и глобальный стандарт 2,4 ГГц для промышленных, научных и медицинских (ISM) диапазон частот.

Диапазон передачи: По дальности передачи, максимальный диапазон для беспроводных соединений на основе Zigbee составляет 100 м, а для ЛоРа, он может простираться до 15-20 км. В Лора, диапазон зависит от множества факторов, таких как внутренние или наружные шлюзы, используемая антенна, так далее. В среднем, LoRa может передавать сигналы через 3 мили (4.7 км) в городских районах и 10 мили (16 км) и более в сельской местности.

Потребляемая мощность: Ток передачи чипа LoRa близок к току Zigbee., а приемный ток у LoRa ниже, чем у Zigbee, оба из которых имеют более низкое энергопотребление. Вообще говоря, количество пакетов данных, отправленных и полученных терминалом системы Zigbee в сети и при нормальной работе, больше, чем у LoRa, и эти взаимодействия также увеличат энергопотребление.

Скорость передачи данных: Скорость передачи данных LoRa варьируется от 300 бит/с до 37.5 кбит / с, в зависимости от используемой полосы пропускания и коэффициента расширения. Zigbee может доставлять данные со скоростью 250 кбит / с, 100 кбит / с, 40 кбит / с, и 20 кбит / с.

Топология: Сетевая архитектура LoRa использует топологию «звезда из звезд»., в которых шлюзы передают сообщения между отдельными конечными устройствами и центральным сетевым сервером. В Zigbee существуют различные сетевые топологии., включая звезду, дерево, одноранговые и ячеистые сети. Каждая топология по-разному влияет на маршрутизацию сообщений и подключение устройств..

Расходы: Из-за дальней связи, сильная способность проникать сквозь стены, и большая емкость системы LoRa, количество шлюзов LoRa, необходимое для того же количества терминалов, намного меньше, чем у шлюзов Zigbee, что может сэкономить сетевые затраты системы. По сравнению с Зигби, установка и развертывание устройств LoRa проще, что значительно снижает стоимость их установки.

	LoRa	Зигби
Полномочия по спецификациям	Альянс ЛоРа	Альянс Зигби
Год разработки	2009	1998
Стандарт	IEEE 802.15.4	IEEE 802.15.4
Диапазон частот	863 к 870 МГц, 902 к 928 МГц, 915 к 928 МГц, 2.4 ГГц по всему миру	868МГц, 915 МГц, 2.4ГГц
Диапазон передачи	3 мили (4.7 км) в городских районах, 10 мили (16 км) или же больше в сельской местности	10 к 100 метры
Потребляемая мощность	300 бит/с до 37.5 кбит / с	низкий
Скорость передачи данных	ниже по сравнению с Zigbee	20 кбит / с (868 МГц), 40Кбит / с (915 МГц) , 250 кбит / с (2.4ГГц)
Топология	звезда	звезда, дерево, одноранговые и сетчатые
Расходы	низкий	середина
Приложение	используется как глобальная область Сеть	используется как LR-WPAN, т.е.. низкоскоростная беспроводная персональная сеть

Каковы плюсы и минусы LoRa и Zigbee

Различные функции LoRa и Zigbee определяют, что они будут иметь разные преимущества и ограничения.. На основании их особенностей выше, вот введение в основные преимущества и ограничения LoRa и Zigbee.

Преимущества ЛоРа

• Больший диапазон: Это одно из выдающихся преимуществ технологии LoRa.. Дальность связи датчиков LoRa измеряется в километрах.
• Низкая мощность означает большую батарею: Низкое энергопотребление означает, что устройства LoRa имеют более длительный срок службы батареи, что может обеспечить срок службы батареи более 10 годы.
• Замечательная помехоустойчивость: LoRa использует технологию расширенного спектра, что значительно улучшает помехозащищенность беспроводной связи LoRa. Даже если сигналы отправляются на хост с одной и той же частотой одновременно, these signals won’t interfere with each other, таким образом, тщательно устраняя болевую точку, заключающуюся в том, что беспроводная передача сигнала легко вмешивается.
• Простое и быстрое развертывание: Сеть LoRa в основном использует звездообразную топологию., обрабатывает меньшую пропускную способность, и легко расширяется. Это очевидный выбор для практических развертываний IoT, где передача данных нестабильна..

Ограничения LoRa

• Не идеально подходит для больших полезных данных: LoRa не идеальна для больших объемов данных, поскольку она обрабатывает меньшую полосу пропускания и передает меньше полезных данных..
• Нелицензированные радиосети: LoRaWAN работает в нелицензионных радиосетях., и по мере роста устройств LoRa и сетевых развертываний, вы можете испытывать помехи на этой частоте.
• Менее безопасный: Сетевой уровень LoRa и прикладной уровень генерируются из одного и того же корневого ключа и случайного числа и не изолированы друг от друга.. Следовательно, существуют риски утечки конфиденциальности данных и подделки данных из-за утечки закрытого ключа.

Преимущества Зигби

• Гибкая структура сети: Существует более одной сетевой структуры Zigbee, но из-за короткой дальности связи Zigbee и слабой способности проникать через стены, расширение сети затруднено.
• Строгий режим: Zigbee использует алгоритм шифрования AES-128., что обеспечивает трехуровневую безопасность при передаче данных. Отдельные приложения могут гибко определять свои свойства безопасности.
• Короткая задержка: Короткая задержка означает, что Zigbee отвечает быстро, обычно переключение из спящего режима в рабочий за 15 мс. Кроме того, один узел может подключиться к сети за 30 мс, дальнейшая экономия энергии.
• Большая пропускная способность сети: Сеть Zigbee включает до 255 Узлы сети Zigbee, из которых одно ведущее устройство, а остальные ведомые устройства. Если подключены друг к другу через сетевой координатор, вся сеть может поддерживать более чем значительные 64,000 Узлы сети Zigbee.

Ограничения Zigbee

• Высокая цена: Из-за короткого расстояния связи Zigbee, стоимость высока для приложений, требующих развертывания большого количества узлов. И когда что-то пойдет не так, стоимость замены будет высокой.
• Ограниченное покрытие передачи: Ограниченное покрытие означает, что Zigbee в основном применяется внутри помещений, а не снаружи..
• Комплексное развертывание: Беспроводная сеть Zigbee включает в себя большое количество терминальных узлов и шлюзов., поэтому создание сети сложно, а расширение сети затруднено.

Различные варианты использования подключения Zigbee и LoRa

LoRa и Zigbee созданы для совершенно разных вариантов использования. Based on the advantages of LoRa’s long-distance transmission, супер антипомех способность, и низкое энергопотребление, его общие сценарии применения включают умные города, умные дома, умные здания, умный мониторинг окружающей среды, интеллектуальное измерение, умное сельское хозяйство, умная ферма, умная промышленность, умная розница, умная логистика, Интеллектуальная противопожарная защита, так далее. Точнее, Благодаря Lora сценарии приложений легко распространяются из помещений на улицу и даже на все сообщество..

Широкая полоса частот связи и малая дальность связи определяют внедрение решения Zigbee.. Общие сценарии применения включают умный дом, интеллектуальное измерение, умное сельское хозяйство, умная энергия, так далее. Zigbee более предпочтителен в области автоматического управления и дистанционного управления., и это сформировало экологическую цепь определенного масштаба в домашней автоматизации и управлении промышленными полями.. По мере углубления применения, Zigbee’s own limitations make Zigbee products encounter a bottleneck. В то же время, LoRa стремительно входит в IoT и становится его сильным конкурентом.

ЛоРа против Зигби: что выбрать для лучшей связи

Сравнивать LoRa и Zigbee — это как сравнивать яблоки и апельсины.. LoRa превосходит Zigbee по радиусу действия и энергопотреблению. Zigbee лучше всего подходит для связи ближнего действия и в помещении.. Какую беспроводную технологию лучше выбрать для подключения к IoT, it’s obvious that the result is based on usage. Вы можете выбрать лучшее в соответствии с конкретными потребностями вашего бизнеса.

Для общих целей, LoRa — гораздо более эффективный вариант в случае приложений IoT, требующих передачи на большие расстояния., низкое энергопотребление, большое количество подключений и отслеживание местоположения. Типичные области применения включают считывание интеллектуальных счетчиков воды., умное сельское хозяйство, умная парковка, слежение за автомобилем, отслеживание местонахождения персонала, умное сообщество и так далее. LoRa также может быть интегрирован с другими технологиями, такими как Wi-Fi., блютус, большие данные, и многое другое, чтобы обеспечить лучшую связь.

Тем временем, Zigbee также является надежным решением для беспроводной сети., который имеет долгую историю в промышленной сфере и используется для удаленного мониторинга и управления. Он появился в ответ на растущий спрос на промышленную автоматизацию для надежной беспроводной передачи данных.. Решение ячеистой сети Zigbee значительно повысит эффективность и совместимость устройств IoT..