无线和有线技术在智慧农业物联网大棚环境监测和控制中有什么样的区别?各有什么优劣势?

无线和有线技术在智慧农业物联网大棚环境监测和控制中有什么样的区别?各有什么优劣势?,第1张

区别:
1、无线的安装部署简单,有线安装部署实施代价高;
2、无线的覆盖范围相对广,部署成本相对低,有线则相反;
建议:
1、可以采取局部有线+整体无线的部署方式,性价比最优。
如,在终端设备端(如传感设备)用有线连接集中器(类似电力抄表的方案),然后集中器通过无线跟后台服务器连接。

物联网涉及了三层结构,感知层,传输层和应用层(处理层),这三层每层都使用了好多技术,技术也是好早都有的,只不过现在都归类为物联网里了,比如各种传感器,WiFi、GPRS、3G、ZigBee、云计算等等。剩下的就是怎么用了。

目前,在全球范围内,“无线取代有线”已经成为不可逆转的趋势,在家庭物联网领域这种趋向更加明显。可以说,家庭自动化也就是通常所说的“智慧家居”已经 成了先进无线技术的竞技场,不同企业采用了不同的技术解决方案,使用效果也千差万别。对于当前智慧家居产业最流行的无线技术,WiFi与 ZigBee有何优缺点?

一 先来谈一下WiFi,这种无线技术的优势是技术研发门槛低,产品成本低。由于技术开发难度小,很多初创企业均以WiFi为基础开发智慧家居产品,但 其缺点也非常明显。首先,WiFi最大的问题是安全性非常低,产品的无线稳定性也比较差,用户体验度不好。很难想像,假如你的邻居可以轻松 获知你家所有讯息,可以知道你家是否有人、是否睡觉甚至连你正在看什么影片他都瞭如指掌,你又如何能够安然入睡?其次,WiFi的功耗高也是其很大的弱点,这也导致其在智慧家居领域的应用有限。

(1)由于其功耗较高,WiFi将不能用在诸如智慧门锁、红外转发控制 器、各种感应器等产品内,而智慧门锁是智慧家庭不可或缺的产品之一。而温湿度感应器、光照感应器、烟雾探测器等各类感应器也是智慧家居系统必不可少的部 分。

(2)WiFi组网能力低,扩展空间受限制。目前,WiFi网络的实际规模一般不超过16个设备,而普通家庭内开关、电灯、家电的数量已经远远超过16个了,显然基于WiFi技术的智慧家居系统可以连接的设备数量非常有限,未来发展空间受限。

相对于WiFi技术,ZigBee技术的优势却非常明显。ZigBee技术在工业领域内积累了非常多的宝贵经验,众所周知,工业领域的要求通常要远 高于民用领域,而ZigBee技术正是诞生在应用环境复杂的工业场所并得到了全球各地市场长时间的检验。这里谈一下ZigBee技术的几大优势:

(1)安全性高。ZigBee技术的安全性源于其系统性的设计,至今为止,ZigBee技术在全球还没有发生一起破解先例,而WiFi、蓝牙、Z-Wave等无线技术的安全事故却频发。由此可见,其在近距离无线通信领域内的安全地位。

(2)功耗低。ZigBee技术采用了极低功耗设计,理论上一节电池可以使用10年以上,实际应用中一节电池可以使用2年左右,这种低功耗技术让其在智慧家居领域应用广泛,包括在智慧门锁、红外转发器、温湿度等各类感应器的应用中游刃有余。

(3)组网能力强。理论上,一个ZigBee闸道器可以连接65000多个设备,目前在实际应用中已经可以组成超过100种设备的稳定网络,这样的网络规模已经远超WiFi、Z-Wave、蓝牙等技术,在可预见的将来也足以满足智慧家庭的需求。

当然,ZigBee的缺点也很明显,主要是产品开发难度大,开发周期长,产品成本高,一般的初创企业很难承受开发风险,这也是ZigBee技术目前在全球也只有少数几家企业掌握的重要原因。

目前,更多的专家认为WiFi做一些类似智慧单品这样的演示产品还可以,但做家庭长期使用的安全、可靠的产品,显然不是WiFi能够支撑的。长期看,ZigBee技术将更具优势和应用前景。

与LoRa相比,在同样灵敏度的情况下,采用该技术的ZETA模组通信速率可达LoRa的3倍,而在同样的速率下,极限接收灵敏度还比LoRa优53dB。也就是说,同样条件下,ZETA传感器可以听到比LoRa低 53分贝的声音,而如同在相同声音条件下,可以达到3倍的传输带宽。在该技术的应用之下,ZETA在低于120km/h时速的移动场景里也可以应用,典型传输距离可达3-5km。

5G的发展越来越迅速,2019年是5G元年,很多城市刚开始试营便得到很多用户满意的评价,2020年作为5G的发展年,国家也预计将在全国的各省市安装至少50万个基站。到时候大家都可以感受到5G网络了,那么5G网络和4G网络有什么区别呢?我们详细分析一些:

5G的网络模式

5G模式分为两种:非独立组网(NSA)和独立组网(SA),NSA模式的5G其实是在4G的核心网络上使用的5G设备,主要还是通过4G网络进行数据的交互和传输的。针对4G只能是网速的提高和延迟降低一点。而SA模式的5G才是“真5G”,采用的5G独立的核心网络和基站设备,相比NSA的速度更快(1GB/s)延迟更低(只有1ms)。

优点:延迟更低-5G的网络延迟只有1ms,比4G低70倍

5G网络的延迟为1ms,而4G网络的延迟为30-70ms,相差70倍。这样在物联网的应用上,比如自动驾驶系统等,才能实现实时的交互。遇到危险时,自动驾驶系统能及时发现和做出响应。

优点:网速是4G的100倍。能达到1000M/s的下载速度

4G网络的峰值速度为100M/s,那么5G的速度是4G的100倍左右,能达到1000MB/s,按一部高清的容量为1GB的话,只需要1-2S左右的时间就可以下载完成。并且在云计算、云存储、VR上面广泛应用。因为其传输的速率快,在和云服务器交互时将变得和电脑硬盘同样顺畅,甚至可以获得更高的传输速度。5G在云服务领域发挥着更大的应用空间。

优点:容量大

5G基站理论上可以供100W用户同时接入使用,数量相比4G的话提升了上千倍,并且耗电能力下降10倍左右,体积下降70%。

缺点:基站布设成本太高

因为5G的频段比较高,为3300-3600MHz和4800-5000MHz,这样便导致其传输的距离没有4G信号覆盖的那么大。其有效覆盖距离可能只有200M左右,按1400元/个基站算的话,铺满整个路段成本价格太高,而且数量多维护也很困难。所以目前的5G主流模式还是NSA模式。和真正的SA模式的5G网络相比还差的比较远。

总结

作为第五代通讯技术,中国的5G已经引领全球的发展。为未来科技发展打下了坚实的基础。未来或因为5G技术的不断创新发生重大变革,实现真正的万物互联。所有的机械设备都可以执行远程 *** 控和自动化控制等。

LoRa技术特点

传输距离:城镇可达2-5 Km ,郊区可达15 Km 。

工作频率:目前,LoRa 主要在全球免费频段运行,包括433、868、915 MHz等。

标准:IEEE802154g。

调制方式:基于扩频技术,线性调制扩频(CSS)的一个变种,具有前向纠错(FEC)能力,semtech公司私有专利技术。

容量:一个LoRa网关可以连接上千上万个LoRa节点。

电池寿命:长达10年。

安全:AES128加密。

传输速率:几百到几十Kbps,速率越低传输距离越长。

NB-IoT技术特点

1覆盖广

将提供改进的室内覆盖,在同样的频段下,NB-IoT比现有的网络增益20dB,相当于提升了100倍覆盖区域的能力;

2海量连接能力

NB-IoT比2G/3G/4G有50~100倍的上行容量提升,在同一基站的情况下,NB-IoT可以比现有无线技术提供50~100倍的接入数。基站比传统基站,能够接入更多的(承载LPWA业务的)终端,200KHz频率下面,根据仿真测试数据,单个基站小区可支持5万个NB-IoT终端接入。

3低功耗、低速率、低成本

低功耗意味着 RF 设计要求低,小的 PA 就能实现;

低带宽:意味着不需要复杂的均衡算法

低速率:意味着不需要大缓存,所以可以缓存小、DSP 配置低;

低成本:这些因素使得 NB-IoT 芯片可以做得很小,因此成本就会降低

NB-IOT与LoRa简单对比

未来NB-IoT将在运营商级网络中大放异彩,为物联网时代带来广覆盖、大连接、低成本的网络解决方案;而LoRa则在智慧城市、行业和企业专用应用中实现快速灵活部署。两种网络技术在商用中完全可以实现互补共存。


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