（东南大学 210018）
引言
随着现代科技的进步，工业生产和家庭生活中的自动化程度逐渐深入。工厂、住宅和商店中的各种传感器测量和存储相关信息，以一定通讯方式上传至数据中心，在这个过程中，数据的通讯方式和传输过程是十分重要的。在此背景下，本文介绍现在常见的五种通讯方式，WIFI、LoRa、NB-loT、电力线载波和ZigBee的基本原理和工作特性，深入解析它们的优势和不足之处，为实际生产生活中通讯方式的选择提供参考。
1.不同通讯的简介
WIFI全称Wireless Fidelity，即无线保真技术，又称802.11b标准，属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术。该技术使用的是2.4GHz附近的频段，该频段目前尚属不用许可的无线频段。它的最大优点就是传输速度较高。
LoRa 是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术1GHz以下的超远距离无线传输方案（Long Range，简称LoRa）。这一方案改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式，为用户提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统，进而扩展传感网络。其接受灵敏度达到了惊人的-148dbm，与业界其他先进水平的sub-GHz芯片相比，最高的接收灵敏度改善了20db以上，这确保了网络连接可靠性。
NB-IoT（Narrow Band Internet of Things），即基于蜂窝的窄带物联网，在网络部署上采用与现有蜂窝基站复用，运行在运营商频段，传输距离较远，速率不大于100kbps。
电力线载波即Power Line Carrier，PLC通信是利用电力线作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式。
ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。
2.不同通讯的应用
WIFI技术属于一种短距离的无线新技术，在办公和家庭、机场、车站、咖啡厅、图书馆中都得到了广泛的应用。在实际应用中，WIFI技术有着无线电波覆盖范围非常广，传输速度快，应用门槛低，不需要进行网络布线，大大降低了人工成本。
WIFI在掌上设备上应用越来越广泛，用户可以在WIFI覆盖区域内快速浏览网页，随时随地接听拨打电话。在商业应用领域，WIFI可以用来便捷付款；在服务行业，可以提供跟踪服务；在制造业可以实现无缝嵌入如车载仪表，车载通信设备等；在金融领域，各大银行都推出智能手机客户端支付软件，实现便捷交易。
loRa基于其长距离、低功耗传输的优点，单个网关或者基站可以覆盖整个城市或者数百千米的范围，可以覆盖所有的物联网应用场景。可以应用在水表、电表、燃气表的远程数据收集，或是智能交通、停车场、定位等应用，以及智能楼宇（监测温度、湿度、毒烟、门禁），与智能水利、农业、设备管理等应用领域，发挥loRaWan的物联网应用潜力。
低压电力线载波通信技术利用了四通八达的电力供电网络来进行数据通信，随着社会的发展和电力网络的开放，低压电力载波通信技术在我国的应用也越来越广泛，目前其典型的应用包括家居智能化领域、自动抄表领域以及新型智能化小区领域。在其他领域里，电力线载波通讯业也显示出了巨大的潜力，比如在一些干扰大、布线困难的工业自动化控制系统采用电力载波通讯方式能达到事半功倍的效果。
随着NB-IoT快速发展，NB-IoT技术正飞速走进人们的生活，其支持的应用场景包括：智能市政，水电气热等基础设施的智能管理；智能交通，包括交通信息，应急调度，智能停车等；智能环境，实现水空气土壤等实时监测控制；智能物流，进行集装箱等物流资源的跟踪与监测控制；智能家居，包括家居安防等设备的智能化管理与控制；6、智能建筑，应用于报警系统采暖通风与空调系统、接入控制等；智能医疗，可以实现远程临床跟踪；智能农业，进行农林牧渔控制，家畜控制等数据收集与实时控制等。
ZigBee凭借其可靠性和低功耗的特性，在工业现场还是民用都有很广泛的应用。在工业领域，ZigBee技术有助于改进公共设施和能源管理、物流和库存追踪，安全性和访问控制；在家庭和楼宇自动化领域，通过嵌入电视、灯具、遥控器和其他家电产品中，实现家居生活智能化。应用于汽车行业，能及时将车轮和发动机的监测数据传给司机，降低事故发生的可能性。在医学领域，能够准确及时实时监测病人的血压、体温和心率等关键信息，帮助医生做出快速反应，等等。
3.不同通讯的总结
4.结论和展望
通过以上比较我们可以得出以下结论：WIFI技术作为一种短距离的无线新技术，现在在商业和家庭中有着广泛的应用但由于使用的射频技术，信息安全性存在隐患；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，具有长距离、低功耗传输的优点；LoRa与NB-loT有许多相似的地方，且它的技术比NB-loT成熟，已经有成功的商用。其优势主要有接收灵敏度高、功耗低、支持多信道多数据速率的并行处理，系统容量大，且可以测距和定位，基于这些优势，LoRa技术非常适用于要求功耗低、距离远、大量连接以及定位跟踪等的物联网应用；电力线载波技术以电力线作为信息传输媒介，无需重新加设网络，也受限于电力系统；而Zigbee是一种短距离无线网络技术，强调低成本、低耗电、双向传输、传感器网络功能等特点，具有极高的信息安全可靠性，非常适用于家庭控制网络、建筑自动化、工业监控、数据采集等领域。在不同的领域，六种通讯技术根据其各自特点，有着不同的应用，可根据实际情况作出合理的选择。
论文作者:桑林卫
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/6/5
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