低功耗广域物联网技术主要包括哪些

低功耗广域物联网技术主要包括 LoRa、NB-IoT、SigFox、eMTC 以及 Weightless 等，这些技术专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计，填补了现有通讯技术的空白，为物联网的大规模发展奠定了基础。下面将对这些技术展开详细介绍。

LoRa（Long Range）

1、技术原理：LoRa 是一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案，它使用线性调频扩频（CSS）技术，这使其在同样的功耗下比传统的 FSK、ASK 和 PSK 调制方式传播距离更远，抗干扰能力更强 。Semtech 公司开发的 LoRa 芯片，是 LoRa 技术的核心，其内置的 LoRa 调制解调器可实现超长距离的通信 。
2、技术特点：传输距离远，在郊区等开阔地带，通信距离可达 15 公里左右；功耗低，采用电池供电的 LoRa 节点，电池寿命可达数年 ；工作在未授权频谱，企业可自行搭建网络，无需额外支付频谱使用费用 。
3、应用场景：在智能抄表领域，利用 LoRa 技术，电力公司可以实现远程抄表，实时掌握用户的用电情况，减少人工抄表的工作量和误差 。在智能农业中，通过在农田中部署各类传感器，如土壤湿度传感器、温度传感器等，借助 LoRa 技术将数据传输到监控中心，实现对农作物生长环境的实时监测和精准调控 。

NB-IoT（Narrow Band Internet of Things）

1、技术原理：NB-IoT 是基于蜂窝的窄带物联网，是 3GPP 标准的一部分，它是专门为物联网设计的窄带射频技术 。通过对现有 LTE 网络进行优化，NB-IoT 可以直接部署在 GSM 网络、UMTS 网络或 LTE 网络上，实现对现有网络的复用 。
2、技术特点：覆盖范围广，相比传统的 GSM 网络，NB-IoT 的覆盖能力增强了 20dB，意味着其覆盖范围扩大了 100 倍 ；连接数多，一个 NB-IoT 基站可以支持数万个连接，能满足大量物联网设备的接入需求 ；功耗低，终端设备在电池供电的情况下，可使用长达 10 年 ；采用授权频谱，信号稳定，数据传输可靠，安全性高 。
3、应用场景：在智能停车领域，通过在停车位上安装 NB-IoT 传感器，实时监测车位的使用情况，车主可以通过手机 APP 查询附近的空余车位，提高停车效率 。在智能物流中，将 NB-IoT 模块安装在货物运输车辆和货物包装上，可实时跟踪货物的位置和运输状态，实现物流信息的实时监控和管理 。

SigFox

1、技术原理：SigFox 是一种使用超窄带（UNB）技术的低功耗广域网络技术 。它通过使用 100Hz 的超窄带信号进行数据传输，从而降低了功耗和干扰，提高了信号的传播距离 。
2、技术特点：传输距离较远，在城市环境中可达 3 - 5 公里，在郊区可达 10 公里以上 ；功耗极低，设备电池寿命长 ；采用免费的 ISM 频段，降低了运营成本 。不过，它的数据传输速率较低，仅为 100bps - 600bps，适用于对数据传输速率要求不高的场景 。
3、应用场景：在环境监测领域，用于实时采集大气、水质等环境数据，并通过 SigFox 技术将数据传输到监测中心 。在资产追踪方面，可对贵重物品、集装箱等进行实时位置追踪，确保资产的安全和有效管理 。

eMTC（Enhanced Machine - Type Communication）

1、技术原理：eMTC 是基于 LTE 演进的物联网技术，也被称为 LTE - M 。它是 3GPP 为了满足物联网应用而制定的标准，在 LTE 的基础上对物理层和高层协议进行了优化 。
2、技术特点：支持移动性，适用于需要移动连接的物联网设备，如智能穿戴设备、车载终端等 ；具备一定的语音通信能力，这是其他一些低功耗广域物联网技术所不具备的 ；数据传输速率比 NB-IoT 和 LoRa 等要高，可达 1Mbps 左右 ；功耗较低，设备电池续航能力较强 。
3、应用场景：在智能交通领域，用于车辆的远程监控、自动驾驶辅助等 。在智能医疗中，可实现可穿戴医疗设备与医疗中心的实时数据传输，医生可以远程监测患者的生命体征，为患者提供及时的医疗服务 。

Weightless

1、技术原理：Weightless 是一种专为低功耗广域物联网设计的无线通信技术，它有 Weightless - N、Weightless - P 和 Weightless - W 三个版本 。Weightless - N 基于 IEEE 802.15.4g 标准，采用窄带技术；Weightless - P 采用正交频分复用（OFDM）技术；Weightless - W 则是一种混合技术 。
2、技术特点：具有低功耗、低成本的特点，适用于大规模物联网部署 。传输距离较远，可满足不同场景下的通信需求 。支持多种数据速率，可根据应用场景进行灵活调整 。
3、应用场景：在智能城市建设中，用于智能路灯、智能垃圾桶等设备的连接，实现城市基础设施的智能化管理 。在工业物联网中，可用于工厂设备的远程监控和管理，提高生产效率和设备维护的及时性 。

拓展阅读

1、什么是 ISM 频段？：ISM 频段是国际电信联盟（ITU）规定的，供工业、科学和医疗（ISM）设备使用的自由频段，无需授权即可使用，如 2.4GHz 频段常被用于 Wi-Fi、蓝牙以及部分低功耗广域物联网技术 。
2、低功耗广域物联网技术与传统物联网技术有何区别？：传统物联网技术如蓝牙、Wi-Fi 等，传输距离较短，适用于近距离通信和小范围组网；而低功耗广域物联网技术传输距离远、功耗低、连接数多，更适合大规模、远距离的物联网应用场景 。
3、如何选择适合的低功耗广域物联网技术？：需要考虑应用场景的需求，如传输距离、数据传输速率、功耗要求、连接设备数量、成本预算以及安全性等因素，综合评估后选择最适合的技术 。