Au cours des dernières décennies, l'internet des objets a fait des progrès significatifs, s'imposer comme le roi de la technologie dans tous les domaines de la vie. Des appareils portables intelligents à la domotique en passant par les villes intelligentes, L'IoT est comme une maison en feu, continue d'ouvrir de nouvelles possibilités, réorganiser nos entreprises et nos vies. En tant que base de transmission de l'IoT, la technologie de communication sans fil est devenue un sujet brûlant, avec diverses technologies en apportant de nouvelles pour partager une grande partie du marché de l'IoT. Parmi les plus populaires technologies sans fil, cet article se concentrera sur les différences entre LoRa et Zigbee.
Développement IdO: introduction à LoRa et Zigbee
Il existe de nombreuses technologies de communication sans fil dans les applications IoT qui peuvent aider à établir un réseau local ou étendu. La technologie sans fil du LAN implique le WiFi 2,4 GHz, Zigbee, Bluetooth, etc., et le WAN inclut 2G/3G/4G, etc. Avant les réseaux étendus à faible puissance (LPWAN), il semblait que vous deviez choisir entre faible puissance et longue distance. Avec l'adoption de la technologie LPWAN, il est possible de maximiser les communications à plus longue portée et de réduire la consommation d'énergie, tout en économisant sur les frais supplémentaires.
Qu'est-ce que LoRa
LoRa signifie radio longue portée, qui est une norme sans fil WAN à faible consommation adoptée et promue par American Semtech Company. Basé sur la technologie à spectre étalé, c'est l'une des technologies de communication sans fil du LPWAN, performant en termes de distance de transmission et de consommation d'énergie.
LoRa a des distances plus longues que les autres technologies sans fil pour la même consommation d'énergie, fournir un système simple avec de longues distances, longue durée de vie de la batterie, et grande capacité à mettre à l'échelle les réseaux de capteurs. La couverture de la connexion Lora est 3-5 fois celle de la communication par radiofréquence traditionnelle. Maintenant, LoRa a été popularisé dans le monde entier et progressivement appliqué à l'Internet des objets.
Qu'est-ce que Zigbee
Zigbee est un protocole de réseau sans fil pour la transmission à courte distance, qui convient à la transmission de données entre une série de composants électroniques avec une courte distance de transmission, faible taux de transmission et faible consommation d'énergie. Il tire son nom de la danse en zigzag des abeilles mellifères, comme les abeilles dansent toujours avec leurs ailes pour communiquer l'emplacement du pollen à leurs compagnes.
En tant que courte portée, faible complexité, batterie faible, technologie de communication sans fil à faible coût, La technologie de communication sans fil ZigBee est basée sur IEEE802 15.4 norme sans fil dans les réseaux, logiciel de sécurité et d'application. La large application de Zigbee dans les maisons intelligentes et l'Internet industriel des objets prouve qu'il s'agit d'une solution de réseau sans fil fiable et efficace.
Comparaison fonctionnalité par fonctionnalité entre LoRa et Zigbee
LoRa et Zigbee sont des normes différentes pour la communication sans fil. Pour casser les différences, la partie suivante vous montrera certaines des comparaisons courantes et peu courantes entre LoRa et Zigbee.
Bande de fréquence: LoRa est conçu pour fonctionner à des fréquences entre 863 à 870 MHz en Europe, 902 à 928 MHz en Amérique, 915 à 928 MHz en Asie, et 2.4 GHz dans le monde, tandis que Zigbee transmet sur 868 MHz en Europe, 915 MHz en Amérique, et la norme mondiale 2,4 GHz Industrielle Scientifique et Médicale (ISM) bande de fréquence.
Plage de transmission: En termes de portée de transmission, la portée maximale des connexions sans fil basées sur Zigbee est 100 m, tandis que pour LoRa, il peut bien s'étendre jusqu'à 15-20 km. Dans LoRa, la portée dépend de nombreux facteurs tels que les passerelles intérieures ou extérieures, antenne utilisée, etc. En moyenne, LoRa peut transmettre des signaux sur 3 milles (4.7 km) dans les zones urbaines et 10 milles (16 km) ou plus en milieu rural.
Consommation d'énergie: Le courant de transmission de la puce LoRa est proche de celui de Zigbee, et le courant de réception de LoRa est inférieur à celui de Zigbee, qui ont tous deux une consommation d'énergie inférieure. En général, le nombre de paquets de données envoyés et reçus par le terminal du système Zigbee en réseau et en fonctionnement normal est supérieur à celui de LoRa, et ces interactions augmenteront également la consommation d'énergie.
Débit de données: Le taux de transfert de données de LoRa varie de 300 points de base à 37.5 kbit/s, en fonction de la bande passante utilisée et du facteur d'étalement. Zigbee est capable de fournir des données au rythme de 250 kbit/s, 100 kbit/s, 40 kbit/s, et 20 kbit/s.
Topologie: L'architecture du réseau LoRa adopte une topologie en étoile des étoiles, dans lequel des passerelles relaient les messages entre les terminaux individuels et le serveur de réseau central. Il existe différentes topologies de réseau dans Zigbee, y compris l'étoile, arbre, réseaux peer-to-peer et maillés. Chaque topologie a des effets différents sur le routage des messages et la connexion des appareils.
Coût: En raison de la communication longue distance, forte capacité de pénétration des murs, et grande capacité du système de LoRa, le nombre de passerelles LoRa requis par le même nombre de terminaux est bien inférieur à celui des passerelles Zigbee, ce qui peut économiser le coût de mise en réseau du système. Comparé à Zigbee, l'installation et le déploiement des appareils LoRa sont plus simples, ce qui réduit considérablement leur coût d'installation.
| LoRa | Zigbee | |
|---|---|---|
| Autorité de spécifications | Alliance LoRa | Alliance Zigbee |
| Année de développement | 2009 | 1998 |
| Standard | IEEE 802.15.4 | IEEE 802.15.4 |
| Bande de fréquence | 863 à 870 MHz, 902 à 928 MHz, 915 à 928 MHz, 2.4 GHz dans le monde | 868MHz, 915 MHz, 2.4GHz |
| Plage de transmission | 3 milles (4.7 km) dans les zones urbaines, 10 milles (16 km) ou plus en milieu rural | 10 à 100 mètres |
| Consommation d'énergie | 300 points de base à 37.5 kbit/s | bas |
| Débit de données | inférieur par rapport à Zigbee | 20 kbit/s (868 MHz), 40Kbit/s (915 MHz) , 250 kbit/s (2.4GHz) |
| Topologie | étoile | étoile, arbre, peer-to-peer et maillage |
| Coût | bas | milieu |
| Application | utilisé comme zone étendue Réseau | utilisé comme LR-WPAN c'est-à-dire. réseau personnel sans fil à faible débit |
Quels sont les avantages et les inconvénients de LoRa et Zigbee
Les différentes fonctionnalités de LoRa et Zigbee déterminent qu'ils auront des avantages et des limites différents. Sur la base de leurs caractéristiques spéciales ci-dessus, voici une introduction aux principaux avantages et limitations de LoRa et Zigbee.
Avantages de LoRa
- Portée plus longue: C'est l'un des principaux avantages de la technologie LoRa. La portée de communication des capteurs LoRa se mesure en kilomètres.
- Une faible puissance équivaut à plus de batterie: Une faible consommation d'énergie signifie que les appareils LoRa ont une durée de vie de la batterie plus longue, qui peut atteindre une autonomie de plus de 10 ans.
- Immunité remarquable aux interférences: LoRa adopte la technologie à spectre étalé, ce qui améliore considérablement la capacité anti-interférence de la communication sans fil LoRa. Même si des signaux sont envoyés simultanément à l'hôte avec la même fréquence, ces signaux n'interféreront pas les uns avec les autres, abordant ainsi complètement le point douloureux que la communication de signal sans fil est facilement perturbée.
- Déploiement simple et rapide: Le réseau LoRa adopte essentiellement une topologie en étoile, gère moins de bande passante, et est facile à étendre. C'est un choix évident pour les déploiements IoT pratiques où la transmission de données est instable.
Limites de LoRa
- Pas idéal pour les charges utiles de données volumineuses: LoRa n'est pas idéal pour les charges utiles de données volumineuses car il traite moins de bande passante et transmet moins de charges utiles de données.
- Réseaux radio sans licence: LoRaWAN fonctionne sur les réseaux radio sans licence, et à mesure que les appareils LoRa et les déploiements de réseaux se développent, vous pouvez rencontrer des interférences sur cette fréquence.
- Moins sécurisé: La couche réseau LoRa et la couche application sont générées à partir de la même clé racine et du même nombre aléatoire et ne sont pas isolées l'une de l'autre. Donc, il existe des risques de fuite de confidentialité des données et de falsification des données en raison de la fuite de clé privée.
Avantages de Zigbee
- Structure de réseau flexible: Il y a plus d'une structure de réseau de Zigbee, mais en raison de la courte distance de communication de Zigbee et de la faible capacité à pénétrer les murs, l'expansion du réseau est difficile.
- Haute sécurité: Zigbee adopte l'algorithme de cryptage AES-128, qui fournit une sécurité à trois niveaux lors de la transmission de données. Les applications individuelles peuvent déterminer de manière flexible leurs propriétés de sécurité.
- Court délai: Un court délai signifie que Zigbee répond rapidement, passant généralement du mode veille au mode de travail en 15 ms. en outre, un nœud peut se connecter au réseau en 30 ms, économie d'énergie supplémentaire.
- Grande capacité de réseau: Un réseau Zigbee comprend jusqu'à 255 Nœuds de réseau Zigbee, dont l'un est un appareil maître et les autres sont des appareils esclaves. S'ils sont connectés les uns aux autres via un coordinateur de réseau, l'ensemble du réseau peut prendre en charge plus que considérable 64,000 Nœuds de réseau Zigbee.
Limites de Zigbee
- Coût élevé: En raison de la courte distance de communication de Zigbee, le coût est élevé pour les applications nécessitant le déploiement d'un grand nombre de nœuds. Et quand quelque chose ne va pas, les coûts de remplacement seront élevés.
- Couverture de transmission limitée: La couverture limitée signifie que Zigbee est principalement appliqué dans des environnements intérieurs plutôt que dans des contextes extérieurs.
- Déploiement complexe: Le réseau sans fil Zigbee implique un grand nombre de nœuds terminaux et de passerelles, donc la mise en réseau est compliquée et l'expansion du réseau est difficile.
Différents cas d'utilisation de la connectivité Zigbee et LoRa
LoRa et Zigbee sont nés pour des cas d'utilisation totalement différents. Basé sur les avantages de la transmission longue distance de LoRa, super capacité anti-brouillage, et faible consommation d'énergie, ses scénarios d'application courants incluent les villes intelligentes, maisons intelligentes, bâtiments intelligents, surveillance intelligente de l'environnement, mesure intelligente, agriculture intelligente, ferme intelligente, industrie intelligente, commerce de détail intelligent, logistique intelligente, Protection incendie intelligente, etc. Pour être précis, Lora permet aux scénarios d'application de s'étendre de manière transparente de l'intérieur à l'extérieur et même à l'ensemble de la communauté.
La large bande de fréquence de communication et la courte distance de communication déterminent la mise en œuvre de la solution Zigbee. Les scénarios d'application courants incluent la maison intelligente, mesure intelligente, agriculture intelligente, énergie intelligente, etc. Zigbee est plus préféré dans le domaine du contrôle automatique et de la télécommande, et il a formé une chaîne écologique d'une certaine envergure dans la domotique et le contrôle de terrain industriel. Avec l'approfondissement de l'application, Les propres limites de Zigbee font que les produits Zigbee rencontrent un goulot d'étranglement. À la fois, LoRa entre dans l'IoT avec un fort élan et devient son grand rival.
LoRa contre Zigbee: que choisir pour une meilleure connectivité
Comparer LoRa et Zigbee, c'est comme comparer des pommes et des oranges. LoRa est supérieur à Zigbee en termes de portée et de consommation d'énergie. Zigbee est favorisé dans la communication à courte portée et l'environnement intérieur. Quant à savoir quelle technologie sans fil est préférable de choisir pour la connectivité IoT, il est évident que le résultat est basé sur l'utilisation. Vous pouvez sélectionner le meilleur en fonction des besoins spécifiques de votre entreprise.
À des fins générales, LoRa est une option beaucoup plus efficace dans le cas d'applications IoT qui nécessitent une transmission longue distance, faible consommation d'énergie, grand nombre de connexions et suivi de localisation. Les applications typiques incluent la lecture intelligente des compteurs d'eau, agriculture intelligente, parking intelligent, suivi de véhicule, suivi de l'emplacement du personnel, communauté intelligente et ainsi de suite. LoRa peut également être intégré à d'autres technologies telles que le WiFi, Bluetooth, Big Data, et plus pour offrir une meilleure connectivité.
Entre-temps, Zigbee est également une solution de réseau sans fil fiable, qui a une longue histoire dans le domaine industriel et est utilisé pour la surveillance et le contrôle à distance. Il est né en réponse à la demande croissante d'automatisation industrielle pour une transmission de données sans fil fiable. La solution de réseau maillé Zigbee améliorera considérablement l'efficacité et l'interopérabilité des appareils IoT.
