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LoRa与NB-IoT物联网应用对比方案

18年08月02日     成都亿佰特

[导读]LoRa是由美国Semtech公司推出的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案,属于低功耗广域网(LoRaWAN),是一种低带宽、远距离、低功耗、连接量多的物联网通信技术。

一、  概述

成都亿佰特电子科技有限公司是一家致力于自主研发和客户定制需求的创新型公司。LoRa和NB-IoT是目前发展势头最猛的两个低功耗广域网通信技术,都是针对无线传输中低功耗、远距离的方案,随着物联网技术不断发展,其在智慧城市中的应用越来越广泛。成都亿佰特针对两种不同技术研发推出了系列产品,包括基于LoRa的E32系列,E19系列,E22系列和基于NB-IOT的E840-DTU系列。

LoRa是由美国Semtech公司推出的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案,属于低功耗广域网(LoRaWAN),是一种低带宽、远距离、低功耗、连接量多的物联网通信技术。NB-IOT是由3GPP标准化组织定义的物联网窄带射频技术,是一种低功耗、广覆盖、超远距离、超大连接量的蜂窝通信技术。

物联网主要有感知层、网络层、应用层三部分构成,感知层:利用传感器等随时随地获取物体的信息;网络层:通过各类网络连接,将感知层获取到的信息准确实时的传输出去;应用层:将网络层传输来的数据进行处理,进行一系列对比分析,达到智能化控制和监测。

二、  对比

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1)  频段、成本、服务质量

LoRa工作在Sub-1G的免授权频段,无需申请便可以建立网络设备,相对来说网络架构简单,而且实际应用中不需要额外付通信费用,但是因为是开放频段,所以实际应用非常广泛,容易受到其他相同频段设备的干扰。NB-IOT和蜂窝通信使用的是运营商提供的授权频段,因为是专门划分的频段,因此干扰相对要少很多,虽然实际应用中会收取一定的通信费用,但是相应的也会提供更好的信号服务质量,安全性和认证。而且针对目前蜂窝网络基站的建成更有利于快速大规模应用。

2)  通信距离

LoRa拥有独特的扩频技术,成都亿佰特实际产品测试,在一般的空旷环境下,30dBm的

功率433MHz频段通信稳定距离都可以保证在5km以上。NB-IOT信号覆盖范围取决于其基站密度和链路预算,相比GPRS和LTE其开阔环境信号覆盖范围可以增加7倍以上,一般通信稳定距离也可以达到15km。

3)  低功耗、电池寿命

关于电池寿命方面需要考虑两个重要因素,协议内容和节点电流消耗。LoRaWAN是基于ALOHA协议的异步通信方式,因此可以根据具体应用需求进行精准的休眠时间设定,达到充分利用电池电量的目的。NB-IOT同步协议的节点必须定期地联网,所需要的“峰值电流”比采用非线性调制的LoRa多出了几个数量级,尤其是在唤醒后请求基站到接入服务器的过程中,会存在大量电池电量的消耗。

4)  设备成本

对终端节点来说,LoRa相比NB-IOT更加简单,更容易开发,NB-IOT的协议和调制机制比较复杂,需要更复杂的电路设计和更多的花费,同时NB-IOT采用授权频段,通信需要收取一定的费用。

三、  应用方案

1)  智能电表

电表可以采用电源供电,因此在低功耗和电池使用寿命方面没有过多要求,但是需要对网络内设备的数据进行实时监控以便及时发现隐患并处理,对于这种低延时、高传输速率、大连接量的应用场合,NB-IOT相比LoRa更加适合。

2)  工业制造

一些工业环境中需要对运行的机器进行实时监控,从而保证生产效率同时减少工作量输出,这种应用场景需要实时频繁的进行通信,而且需要保障通信稳定性,这种就比较适合NB-IOT方案。一种工业场景应用是需要追踪设备和监控工作设备的运行状态,需要低成本并且长寿命的电池供电,相比来说LoRa更加适合。

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3)  物流追踪

在物流追踪应用中,需要设备在实际应用中具有长电池使用寿命,需要根据定位需求在运输车辆或仓库场所布网,这时便携式的基站便派上了用场,LoRa满足这样的部署方案。

4)  智慧农业

对于农业,需要与低功耗和低成本的传感器结合,将温湿度、二氧化碳浓度、盐碱度等数据进行上传,由于农作物生产周期比较长,因此不需要设备实时上传数据,LoRa比较适合用于这种场景,但是当农业面积覆盖比较大时,NB-IOT反而更加适合。

LoRa和NB-IOT二者具有各自的特点和应用适应性,两者哪个更加优秀没有一个定性选择,每一个应用场景都具有自己独特的需求和考虑。

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编辑:nicle

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