LoRa
全称“Long Rang”,是LPWAN一种成熟的通信技术,是美国公司的一种基于扩频技术的低功耗超长距离无线通信技术,是Semtech公司私有的物理层技术,主要采用的是窄带扩频技术,抗干扰能力强,大大改善了接收灵敏度,在一定程度上奠定了LoRa技术的远距离和低功耗性能的基础。总体来看,LoRa是为了解决物联网中M2M(物对物)无线通信的需求,主要是在全球免费频段运行,包括433、470、868、915MHZ等非授权频段的低功耗广域接入网技术。
调制方式
采用的基于线性调频信号(Chirp)扩频技术,同时结合了数字信号处理和前向纠错编码技术,然后数字信号通过调制Chirp信号,将原始信号频带展宽至Chirp信号的整个线性频谱区间,这样大大增加了通信范围。
通讯协议
基于LoRa技术的网络层协议主要是LoRaWAN,定义了网络通信协议和系统架构,LoRaWAN的通信系统网络是星状网结构,主要分为以下三种,第一种:点对点通信,从A点发起,B点接收;第二种:星状网轮询,一点对多点的方式,一个中心点和N个节点,由节点出发,中心点接收然后确认接收完毕,下一个节点继续上传,直到N个节点完成,一个循环周期;第三种:星状网并发,也是一点对多点的通信,不同的是多个节点可以同时与中心点通讯,这就节约了节点的功耗,避免了个别节点的故障而引起网络的瘫痪,网络的稳定性得以提高。
蓝牙4.0
蓝牙是一种短程宽带无线电技术,是实现语音和数据无线传输的全球开放性标准,它使用跳频谱(FHSS)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)等先进技术在校范围内建立多种通信与信息系统之间的信息传输。蓝牙4.0是2010年7月份发布的,它将传统蓝牙、高速蓝牙以及蓝牙3.0版本规格集于一体的低功耗蓝牙,功耗比之前版本降低了90%,具有极低的平均功耗,待机功耗和峰值功耗,设备建立时间缩短,由原来的100ms缩短至现在的3ms,蓝牙4.0的传输距离可达100米以上,拥有AES-128加密方式,数据更安全。
关键技术
1. 蓝牙的系统组成
无线射频单元,负责数据和语音的接收和发送,具有短距离、低功耗的特点,且蓝牙天线体积小、重量轻。基带或链路控制单元,进行射频信号、数字和语音的相互转化,实现基带协议和其他的底层连接规程。链路管理单元,负责管理蓝牙设备之间的通信,实现链路的建立、验证、链路配置等操作。蓝牙软件协议规范包括传输协议、中介协议、应用协议等。
2. 蓝牙核心协议
核心协议由基带、链路管理、逻辑链路和适配协议及业务搜寻协议等4部分组成,它分为两个或多个蓝牙单元之间建立物理RF连接。
基带协议就是确保各个蓝牙设备之间的物理射频连接,以形成微微网,这个协议可为亟待数据分组提供两种物理连接方式,同步面向连接(SCO)和异步非连接(ACL),SCO可以传输语言分组也能传输数据分组,ACL只能传输数据分组。链路管理协议,管理基带层内主从网络的运行,负责两个多多个设备之间的链路设置和控制,包括传递验证和加密,管理链路密匙。逻辑链路和适配协议,介于高层与底层的适应层,直接为上层服务,主要负责联两个蓝牙设备间数据信息传输时的分段及重组、多路复用和协商通道参数功能,服务发现协议,是蓝牙技术框架中非常重要的一个部分,它使所有用户模式的基石也使用SDP,可以查询到设备信息和服务类型,然后蓝牙设备之间的连接才能建立。