LoRa 与 Zigbee: 哪种技术更适合物联网连接

在过去的几十年里, 物联网取得重大进展, 成为各行各业的科技王者. 从智能可穿戴设备到家庭自动化再到智能城市, 物联网就像着火的房子, 继续开辟新的可能性, 改造我们的业务和生活. 作为物联网的传输基础, 无线通信技术成为热门话题, 各种技术带来新的技术来分享物联网市场的大蛋糕. 其中最受欢迎的无线技术, 本文将重点介绍 LoRa 和 Zigbee 之间的区别.

物联网发展: LoRa 和 Zigbee 简介

物联网应用中有许多无线通信技术可以帮助建立局域网或广域网. LAN的无线技术涉及2.4GHz WiFi, 紫蜂, 蓝牙, 等等。, 广域网包括2G/3G/4G, 等等. 在低功率广域网之前 (低功耗广域网), 似乎您必须在低功率和长距离之间做出选择. 采用LPWAN技术, 可以最大限度地提高远程通信和降低功耗, 同时节省额外费用.

什么是洛拉

LoRa 代表远程无线电, 美国Semtech公司采用并推广的低功耗广域网无线标准. 基于扩频技术, 它是LPWAN的无线通信技术之一, 在传输距离和功耗方面表现良好.

在相同的功耗下，LoRa 比其他无线技术具有更长的距离, 提供一个简单的长距离系统, 电池寿命长, 以及扩展传感器网络的高容量. Lora 连接的覆盖范围是 3-5 是传统射频通信的几倍. 现在, LoRa已在全球普及并逐渐应用于物联网.

什么是 Zigbee

Zigbee 是一种用于短距离传输的无线网络协议, 适用于传输距离短的一系列电子元件之间的数据传输, 低传输速率和低功耗. 它的名字来源于蜜蜂的锯齿形舞蹈, 因为蜜蜂总是用翅膀跳舞，向同伴传达花粉的位置.

作为短程, 低复杂度, 低电量, 低成本无线通信技术, ZigBee无线通信技术基于IEEE802 15.4 网络中的无线标准, 安全和应用软件. Zigbee 在智能家居和工业物联网中的广泛应用证明它是一种可靠、高效的无线网络解决方案.

LoRa 和 Zigbee 之间的逐个特征比较

LoRa 和 Zigbee 是不同的无线通信标准. 打破差异, 以下部分将向您展示 LoRa 和 Zigbee 之间的一些常见和不常见的比较.

频带: LoRa 被设计为工作在频率之间 863 到 870 欧洲的兆赫, 902 到 928 兆赫在美国, 915 到 928 亚洲兆赫, 和 2.4 全球GHz, 而 Zigbee 在欧洲的传输频率超过 868MHz, 915 兆赫在美国, 以及全球标准 2.4GHz Industrial Scientific and Medical (主义) 频带.

传输范围: 在传输范围方面, 基于 Zigbee 的无线连接的最大范围是 100 米, 而对于 LoRa, 它可以很好地扩展到 15-20 公里. 在洛拉, 范围取决于许多因素，例如室内或室外网关, 使用的天线, 等等. 一般, LoRa 可以通过 3 英里 (4.7 公里) 在城市地区和 10 英里 (16 公里) 或更多在农村地区.

能量消耗: LoRa芯片发射电流接近Zigbee, LoRa的接收电流低于Zigbee, 两者都具有较低的功耗. 一般来说, Zigbee系统终端在组网和正常运行时收发的数据包数大于LoRa, 而且这些交互也会增加功耗.

数据速率: LoRa 的数据传输速率从 300 bps 至 37.5 kbps, 取决于使用的带宽和扩频因子. Zigbee 能够以 250 kbps, 100 kbps, 40 kbps, 和 20 kbps.

拓扑: LoRa网络架构采用星型拓扑, 其中网关在各个终端设备和中央网络服务器之间中继消息. Zigbee 有多种网络拓扑, 包括明星, 树, 对等网络和网状网络. 每种拓扑对消息的路由和设备的连接都有不同的影响.

成本: 由于通讯距离远, 穿墙能力强, LoRa系统容量大, 相同数量的终端所需的LoRa网关数量远少于Zigbee网关, 可以节省系统的组网成本. 与 Zigbee 相比, LoRa设备的安装和部署更简单, 这大大降低了他们的安装成本.

	洛拉	紫蜂
规范权威	洛拉联盟	Zigbee 联盟
发展年份	2009	1998
标准	IEEE 802.15.4	IEEE 802.15.4
频带	863 到 870 兆赫, 902 到 928 兆赫, 915 到 928 兆赫, 2.4 全球GHz	868兆赫, 915 兆赫, 2.4吉赫兹
传输范围	3 英里 (4.7 公里) 在市区, 10 英里 (16 公里) 或者更多在农村地区	10 到 100 米
能量消耗	300 bps 至 37.5 kbps	低的
数据速率	低于 Zigbee	20 kbps (868 兆赫), 40传输速率 (915 兆赫) , 250 kbps (2.4吉赫兹)
拓扑	星星	星星, 树, 点对点和网状网络
成本	低的	中间
应用	用作广域网络	用作LR-WPAN，即. 低速率无线个域网

LoRa 和 Zigbee 的优缺点是什么

LoRa和Zigbee的不同特性决定了它们会有不同的优势和局限. 基于他们上面的特殊功能, 这里介绍一下 LoRa 和 Zigbee 的主要优点和局限性.

LoRa的优势

更长的射程: 这是LoRa技术的突出优势之一. LoRa 传感器的通信范围以千米为单位.
低功耗等于更多电池: 低功耗意味着 LoRa 设备的电池寿命更长, 它可以实现超过 10 年.
卓越的抗干扰能力: LoRa采用扩频技术, 大大提高了LoRa无线通信的抗干扰能力. 即使同时向主机发送相同频率的信号, 这些信号不会相互干扰, 从而彻底解决无线信号通信易受干扰的痛点.
简单快速的部署: LoRa网络基本采用星型拓扑, 处理更少的带宽, 并且易于扩展. 对于数据传输不稳定的实际物联网部署，这是一个明显的选择.

LoRa 的局限性

不适合大数据有效负载: LoRa 不适用于大数据有效载荷，因为它处理的带宽较少，传输的数据有效载荷也较少.
未经许可的无线电网络: LoRaWAN 在未经许可的无线电网络上工作, 随着 LoRa 设备和网络部署的增长, 您可能会在该频率上遇到干扰.
不太安全: LoRa网络层和应用层由相同的根密钥和随机数生成，互不隔离. 所以, 私钥泄露存在数据隐私泄露和数据篡改风险.

Zigbee 的优势

灵活的网络结构: Zigbee的网络结构不止一种, 但由于 Zigbee 通信距离短，穿墙能力弱, 网络扩展难.
高安全性: Zigbee 采用 AES-128 加密算法, 在数据传输过程中提供三级安全性. 单个应用程序可以灵活地确定其安全属性.
短暂的延迟: 短延迟意味着 Zigbee 迅速响应, 通常在 15 毫秒内从睡眠模式切换到工作模式. 而且, 一个节点可以在30ms内连接到网络, 进一步省电.
网络容量大: Zigbee 网络包括多达 255 Zigbee 网络节点, 其中一个是主设备，一个是从设备. 如果通过网络协调器相互连接, 整个网络可以支持超过可观的 64,000 Zigbee 网络节点.

Zigbee 的局限性

高成本: 由于 Zigbee 通信距离短, 需要部署大量节点的应用成本高. 当出现问题时, 更换成本会很高.
传输覆盖范围有限: 有限的覆盖范围意味着 Zigbee 主要应用于室内环境而不是室外环境.
复杂的部署: Zigbee无线网络涉及大量终端节点和网关, 组网复杂，网络扩展困难.

Zigbee 和 LoRa 连接的不同用例

LoRa 和 Zigbee 为完全不同的用例而生. 基于LoRa远距离传输的优势, 超强抗干扰能力, 和低功耗, 其常见的应用场景包括智慧城市, 智能家居, 智能建筑, 智能环境监测, 智能测量, 智慧农业, 智能农场, 智慧产业, 智慧零售, 智慧物流, 智能消防, 等等. 准确地说, Lora让应用场景从室内无缝延伸到室外，甚至到整个社区.

通信频段宽、通信距离短决定了Zigbee解决方案的实施. 常见应用场景包括智能家居, 智能测量, 智慧农业, 智慧能源, 等等. Zigbee在自动控制和遥控领域更受青睐, 并在家庭自动化和工业现场控制方面形成了一定规模的生态链. 随着应用的深入, Zigbee自身的局限性让Zigbee产品遇到瓶颈. 同时, LoRa进军物联网势头强劲，成为其强劲对手.