Wifi通信與LoRa的技術(shù)對比

Wifi通信什么是wifiwifi是一種無線局域網(wǎng)WIFI（WirelessFidelity,無線保真）技術(shù)是一個基于IEEE系列標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)路通信技術(shù)的品牌，目的是改善基于IEEE標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)路產(chǎn)品之間的互通性，由Wi-Fi聯(lián)盟（Wi-FiAlliance）所持有，簡單來說WIFI就是一種無線聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)。Wi-Fi是一種允許電子設(shè)備連接到一個無線局域網(wǎng)（WLAN）的技術(shù)，通常使用UHF或5GSHFISM射頻頻段。連接到無線局域網(wǎng)通常是有密碼保護的；但也可是開放的，這樣就允許任何在WLAN范圍內(nèi)的設(shè)備可以連接上。WiFi的組成架構(gòu)如割?同1-佃質(zhì)..-加如割?同1-佃質(zhì)..-加砌謎暄配備軍迎Wifi網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖一般架設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)的基本配備就是無線網(wǎng)卡及一臺AP,如此便能以無線的模式，配合既有的有線架構(gòu)來分享網(wǎng)絡(luò)資源，架設(shè)費用和復(fù)雜程度遠遠低于傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)。如果只是幾臺電腦的對等網(wǎng)，也可不要AP，只需要每臺電腦配備無線網(wǎng)卡。AP為AccessPoint簡稱，一般翻譯為“無線訪問接入點”，或“橋接器”。它主要在媒體存取控制層MAC中扮演無線工作站及有線局域網(wǎng)絡(luò)的橋梁。有了AP，就像一般有線網(wǎng)絡(luò)的Hub一般，無線工作站可以快速且輕易地與網(wǎng)絡(luò)相連。Wifi的技術(shù)特點優(yōu)點（1） 其無線電波覆蓋范圍廣，WiFi半徑則達100米（理論值），適宜單位樓層以及辦公室內(nèi)部運用。而藍牙技術(shù)唯有覆蓋15米以內(nèi)。（2） 速度不僅快，而且可靠性高的無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)范即是IEEE網(wǎng)絡(luò)規(guī)范變種。最高帶寬是11Mbps，在信號有干擾或者比較弱的情況之下，帶寬可以調(diào)整到1Mbps、及2Mbps，帶寬自動調(diào)整，有效保障網(wǎng)絡(luò)的可靠性和穩(wěn)定性。（3） 無線網(wǎng)絡(luò)WiFi的優(yōu)勢主要在不需要布線，可不受布線條件的限制。所以十分適宜移動辦公用戶需求，具備著廣闊市場前景。（5）健康安全所設(shè)定的發(fā)射功率不可以超過100毫瓦，實際發(fā)射功率大概60?70毫瓦。手機的發(fā)射功率大概200毫瓦到1瓦間，手持式對講機高達5瓦，而無線網(wǎng)絡(luò)使用的方式并不是像手機直接接觸人體，具有一定安全性的。不足之處現(xiàn)在所運用的IP無線網(wǎng)絡(luò)，存在著部分不足之處，例如：切換時間長、覆蓋半徑小、帶寬不高等，使它不能很好支持移動VoIP等要求高的應(yīng)用。因為無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對上層業(yè)務(wù)開發(fā)的不開放原因，使很多適宜IP移動環(huán)境的業(yè)務(wù)難以開發(fā)。定位在家庭用戶的WLAN產(chǎn)品，在許多地方不能夠滿足運營商在網(wǎng)絡(luò)維護、運營上的要求。wifi的安全wifi提供大量應(yīng)用前提之下，網(wǎng)絡(luò)安全是個值得我們關(guān)注的問題。一方面：wifi給予了我們很多接入internet的方式。使我們擁有了互聯(lián)網(wǎng)的無限資源；另一方面：wifi同樣給予我們帶來了很多安全問題，各樣的網(wǎng)絡(luò)黑客、病毒、攻擊等隨時都有威脅我們在線交易的可能。Wifi通訊協(xié)議作為一種大眾化的通信協(xié)議，具有更多的連接用戶，同時也帶來了更多的安全隱患。wifi的安全隱患來源于在兩個方面：一方面是來源于網(wǎng)絡(luò)的“攻擊”。另一方面來源于網(wǎng)絡(luò)的“陷阱”。wifi的安全隱患主要是：（1）惡意釣魚AP；（2）訪問攻擊；（3）Dos和DDos攻擊。

LoRa通信2.1什么是LoRaLoRa是低功耗廣域網(wǎng)通信技術(shù)中的一種，是Semtech公司采用和推廣的一種基于擴頻技術(shù)的超遠距離無線傳輸技術(shù)，是Semtech射頻部分產(chǎn)生的一種獨特的調(diào)制格式。LoRa射頻部分的核心芯片是SX1276和SX1278。這類芯片集成規(guī)模小、效率高，為LoRa無線模塊帶來高接收靈敏度。而網(wǎng)關(guān)芯片則采用的是集成度更高、信道數(shù)更多的SX1301。用SX1301作為核心開發(fā)出的LoRa網(wǎng)關(guān)，可以與許許多多的LoRa模塊構(gòu)成多節(jié)點的復(fù)雜的物聯(lián)網(wǎng)自組網(wǎng)。？LoRaWH'-SecurePayloadTCP/IPSSLLoRmWAhTnn*EneNetworkServerAppikatlonServerEthernetAES$e<ure<iPayEoadLoRaWH'-SecurePayloadTCP/IPSSLLoRmWAhTnn*EneNetworkServerAppikatlonServerEthernetAES$e<ure<iPayEoadLoRa組網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)圖LoRa是Mesh網(wǎng)絡(luò)、點對點傳輸還是星形網(wǎng)絡(luò)LoRa調(diào)制技術(shù)本身是一個物理層(PHYlayer)協(xié)議，能被用在幾乎所有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中。Mesh網(wǎng)絡(luò)雖然擴展了網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍，但是卻犧牲了網(wǎng)絡(luò)容量、同步開銷、電池使用壽命。隨著LoRa技術(shù)鏈路預(yù)算和覆蓋距離的同時提升，Mesh網(wǎng)絡(luò)已不再適合，故采用星形的組網(wǎng)方式來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、延長電池壽命、簡化安裝。LoRa網(wǎng)關(guān)和模塊間以星形網(wǎng)方式組網(wǎng)，而LoRa模塊間理論上可以以點對點輪詢的方式組網(wǎng)，當(dāng)然點對點輪詢效率要遠遠低于星形網(wǎng)。？?什么是LoRa網(wǎng)關(guān)LoRa網(wǎng)關(guān)位處LoRa星形網(wǎng)絡(luò)的核心位置，是終端和服務(wù)器（Server）間的信息橋梁，是多信道的收發(fā)機。LoRa網(wǎng)關(guān)有時乂被稱為LoRa基站或LoRa集中器，雖然定義不同，但其實是同一含義。LoRa網(wǎng)關(guān)使用不同的擴頻因子，不同的擴頻因子兩兩正交因而理論上可以在同一信道中對多條不同擴頻因子的信號進行解調(diào)。網(wǎng)關(guān)與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器間通過標(biāo)準(zhǔn)IP進行連接，終端通過單跳與一個或多個網(wǎng)關(guān)進行通訊，所有的終端通訊都是雙向通訊，同時也支持軟件遠程升級等。 目前來說，定義不同，網(wǎng)關(guān)類型也不同。例如，按照應(yīng)用場景不同可分為為室內(nèi)型網(wǎng)關(guān)和室外型網(wǎng)關(guān)；按照通訊方式不同可分為全雙工網(wǎng)關(guān)和半雙工網(wǎng)關(guān)；而按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不同可分為完全符合LoRaWAN協(xié)議網(wǎng)關(guān)和不完全符合LoRaWAN協(xié)議網(wǎng)關(guān)。AUGTEK新一代網(wǎng)關(guān)為室外型，全雙工，并且完全符合LoRaWAN協(xié)議。完全符合LoRaWAN協(xié)議的LoRa網(wǎng)關(guān)及LoRa終端能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)互通，這具有很大意義！LoRa網(wǎng)關(guān)的容量有多大單個網(wǎng)關(guān)能連多少個終端網(wǎng)關(guān)容量是指在一定時間內(nèi)網(wǎng)關(guān)接收數(shù)據(jù)包數(shù)量的能力。理論上來說，單個SX1301芯片擁有8個信道，在完全符合LoRaWAN協(xié)議的情況下最多每天能接收1500萬個數(shù)據(jù)包。如果某應(yīng)用發(fā)包頻率為1包/小時，單個SX1301芯片構(gòu)成的網(wǎng)關(guān)能接入62500個終端節(jié)點。當(dāng)然，這只是一個理論值，網(wǎng)關(guān)接入終端數(shù)量最終還是與網(wǎng)關(guān)信道數(shù)量、終端發(fā)包頻率、發(fā)包字節(jié)數(shù)和擴頻因子息息相關(guān)。LoRa網(wǎng)關(guān)接入的節(jié)點數(shù)目取決于哪些因素LoRa網(wǎng)關(guān)接入的節(jié)點數(shù)取決于LoRa網(wǎng)關(guān)所能提供的信道資源以及單個LoRa終端占用的信道資源。LoRa網(wǎng)關(guān)如果采用Semtech標(biāo)準(zhǔn)參考設(shè)計，網(wǎng)關(guān)采用SX1301芯片，那么信道數(shù)是固定的8個上行信道1個下行信道。物理信道數(shù)確定了，LoRa網(wǎng)關(guān)所能提供的信道資源也就確定了。（網(wǎng)關(guān)設(shè)計不同，信道數(shù)不同，AUGTEK網(wǎng)關(guān)能實現(xiàn)8個上行，4個下行。）單個LoRa終端占用的信道資源與終端占用信道的時間一致，也就與終端的發(fā)包頻率、發(fā)包字節(jié)數(shù)以及LoRa終端的擴頻因子息息相關(guān)。當(dāng)LoRa終端的發(fā)包頻率和發(fā)包字節(jié)數(shù)上升，該終端占據(jù)信道收發(fā)的時間就會增加，就占用了更多的信道資源。而當(dāng)LoRa終端采用更大的擴頻因子時，信號可以傳的更遠，但是代價是傳遞單位字節(jié)的信息會花費更多的時間。？2.6什么是LoRa終端或節(jié)點LoRa終端是LoRa網(wǎng)絡(luò)的組成部分，一般由LoRa模塊和傳感器等器件組成。LoRa終端可使用電池供電，能夠遠程定位。每一個符合LoRaWAN協(xié)議的終端都能與符合LoRaWAN的網(wǎng)關(guān)直接通訊，從而實現(xiàn)互聯(lián)互通。?LoRa網(wǎng)關(guān)使用免費頻段，會不會容易受到頻率干擾抗干擾能力取決于LoRa技術(shù)本身的特性和網(wǎng)關(guān)的設(shè)計。LoRa技術(shù)本身擁有超高的接收靈敏度（RSSI）和超強信噪比（SNR）。以AUGTEK的LoRa網(wǎng)關(guān)與LoRa模塊為例，其接收靈敏度達到驚人的-142dBm，而超強的信噪比可以讓AUGTEK網(wǎng)關(guān)和終端工作在噪聲門限以下20dB。此外，AUGTEK網(wǎng)關(guān)使用跳頻技術(shù)，通過偽隨機碼序列進行頻移鍵控，使載波頻率不斷跳變而擴展頻譜，防止定頻干擾。？LoRa的數(shù)據(jù)傳輸速率是多少LoRaWAN協(xié)議定義了一系列的數(shù)據(jù)傳輸速率，不同的芯片可供選擇的速率范圍不同，例如SX1272支持，SX1276支持的速率范圍。目前AUGTEK能實現(xiàn)的傳輸速率。？12.?使用LoRa設(shè)備發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)長度有限制嗎有限制，理論來說SX127x系列芯片有256Bytes的FIFO，發(fā)射或接收256Bytes都行得通。？但是，并不是在任何傳輸速率下LoRa模塊的負載長度都能為256Bytes。在傳輸速率較低的情況下，一次傳輸256Bytes需要花費的時間極長（可能需要花費幾秒甚至更長），這不利于抗干擾和交互，因此在技術(shù)處理上一般建議用戶將一條長數(shù)據(jù)分割成數(shù)條小數(shù)據(jù)來進行傳輸。？LoRa與wifi通訊方式對比智慧消防系統(tǒng)采用LoRa組網(wǎng)通信方式，利用LoRa的響應(yīng)速度較快，遠距離傳輸、組網(wǎng)節(jié)點較多、低功耗無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將前端檢測裝置的監(jiān)測數(shù)據(jù)實時回傳至監(jiān)控中心。LoRa通信系統(tǒng)的特點：傳輸特性，LoRa是一種遠距離、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、抗干擾的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。安全性，LoRa提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權(quán)功能，加密算法采用通用的AES-128，支持AES-128加密并具有兩個獨立的安全層、一個網(wǎng)絡(luò)會話密鑰（NwkSKey）和一個應(yīng)用會話密鑰（AppSKey）連接特性：不采用基站，純LoRa組網(wǎng)數(shù)量可達1000個以上。LoRa通訊系統(tǒng)與Wifi環(huán)網(wǎng)通訊系統(tǒng)對比表:類別性能LoRawifi優(yōu)勢分析傳輸帶寬LoRa最大值傳輸距離可達10km100Mbps傳輸距離100m（無阻擋）wifi通信帶寬更大，滿足傳輸需求。LoRa帶寬較小，但傳輸距離更遠，滿足智慧

消防設(shè)備通訊需求安全性安全性,LoRa提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權(quán)功能，支持AES-128加密并具有兩個獨立的安全層、一個網(wǎng)絡(luò)會話密鑰(NwkSKey)和一個應(yīng)用會話密鑰(AppSKey)智慧消防通訊系統(tǒng)與wifi無線AP端均采用加密認證措施，確保通信的機密性、完整性。均采用加密協(xié)議，滿足通訊安全要求,LoRa具有兩個獨立的安全層，安全性更高?？煽啃圆徊捎没?/p>