通信技术 ¶
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| 技术指标 | UWB | WiFi | ZigBee | Cellular（含 NB-IoT/LTE-M） |
|---|---|---|---|---|
| 定位精度 | 厘米级（10-30cm） | 米级（1-5 米） | 米级（1-10 米） | 10-100 米（需 GNSS 辅助） |
| 传输速率 | 低（侧重定位，理论可达 500Mbps） | 高（WiFi 6: 1Gbps 以上） | 低（250kbps） | 中（NB-IoT: 250kbps，5G: 10Gbps） |
| 覆盖范围 | 短（<100 米） | 中（50-300 米） | 短（10-100 米） | 广域（千米级） |
| 功耗 | 中（待机低，激活时较高） | 高（需持续供电） | 极低（电池寿命数年） | 中高（NB-IoT 低，5G 高） |
| 频段 | 3.1-10.6GHz | 2.⅘/6GHz | 2.4GHz/868MHz/915MHz | 授权频段（如 700MHz-3.5GHz） |
| 网络拓扑 | 点对点 / 星型 | 星型（AP 为中心） | 网状 / 自组网 | 蜂窝基站架构 |
| 网络容量 | 低（单网数十节点） | 中（单 AP 支持数十设备） | 高（单网 65000 节点） | 高（5G 支持百万设备 /km²） |
| 抗干扰能力 | 强（宽频脉冲抗多径干扰） | 弱（2.4GHz 频段拥挤） | 中（DSSS 扩频技术） | 强（动态频段分配） |
| 安全性 | 高（脉冲加密，难以截获） | 中（依赖 WPA3 加密） | 高（AES-128 加密） | 高（SIM 卡认证） |
| 硬件成本 | 高（专用芯片） | 低（高度集成） | 低（简单协议栈） | 中高（需基带芯片 +SIM） |
| 典型场景 | 高精度定位（工厂、汽车钥匙） | 高速数据传输（视频、AR/VR） | 低功耗传感网络（智能家居、农业） | 广域物联网（车联网、智慧城市） |
UWB（超宽带技术）¶
开发历史背景 ¶
- 起源：1960 年代源于军事雷达技术，2002 年 FCC 解禁后进入民用领域。
- 标准化：2007 年 IEEE 802.15.4a 标准纳入 UWB，近年因高精度定位需求兴起。
技术原理 ¶
- 信号特性：使用纳秒级非正弦波窄脉冲，频宽超 500MHz（如 3.1-10.6GHz
） 。 - 定位方法：基于飞行时间（TOF
） 、到达时间差（TDOA）或到达角（AOA）实现厘米级定位。
常见应用 ¶
- 工业：工厂人员 / 资产追踪、AGV 导航（如特斯拉工厂
） 。 - 消费电子：手机无感解锁（如 iPhone、小米
） 、智能家居（自动开启门锁） 。 - 汽车：数字钥匙（如宝马 iX
） 、车内活体检测。 - 医疗：手术器械追踪、患者定位。
优点 ¶
- 超高精度（10-30cm
） ，抗多径干扰，穿透性强，低功耗，安全性高（加密脉冲） 。
缺点 ¶
- 覆盖范围短（通常 <100 米
） ，金属环境性能下降，硬件成本较高。
使用场景 ¶
- 需要精确定位的场景：仓储物流、矿井安全、自动驾驶汽车、体育训练分析。
WiFi（无线局域网技术）¶
开发历史背景 ¶
- 起源：1997 年 IEEE 发布 802.11 标准，Wi-Fi 联盟推动商业化。
- 演进：从 802.11b（11Mbps）到 WiFi 6E（9.6Gbps
） ，频段扩展至 6GHz。
技术原理 ¶
- 频段：2.4GHz（覆盖广
） 、5GHz（速率高） 、6GHz（WiFi 6E） 。 - 架构：通过无线路由器组网，支持 OFDMA 和 MU-MIMO 提升多设备性能。
常见应用 ¶
- 消费领域：家庭 / 办公网络、公共场所热点（如商场、机场
） 。 - 物联网：智能家居（摄像头、音箱
） 、工业设备联网。 - 特殊应用：WiFi 手机（通过 VoWiFi 拨打长途
） 、AR/VR 数据传输。
优点 ¶
- 高传输速率（WiFi 6 可达 1Gbps
） ，普及率高，兼容性强。
缺点 ¶
- 功耗较高，覆盖受墙体衰减大，安全性依赖加密协议（如 WPA3
） 。
使用场景 ¶
- 高带宽需求场景：视频流媒体、在线游戏、大型文件传输。
ZigBee（低功耗网状网络）¶
开发历史背景 ¶
- 起源：2003 年 ZigBee 联盟成立，基于 IEEE 802.15.4 标准。
- 定位：专为低功耗物联网设计，与蓝牙、WiFi 形成互补。
技术原理 ¶
- 频段：2.4GHz（全球通用
） 、915MHz（美洲） 、868MHz（欧洲） 。 - 组网：支持星型、树型、网状拓扑，自修复网络，单网络支持 65000 节点。
常见应用 ¶
- 智能家居：灯光控制（Philips Hue
） 、温控系统。 - 工业：传感器网络（如工厂环境监测
） 、智慧农业（土壤湿度监测） 。 - 公共设施：智能路灯、电表远程抄表。
优点 ¶
- 超低功耗（电池寿命数年
） ，网络容量大，成本低。
缺点 ¶
- 低速率（250kbps
） ，覆盖范围小（10-100 米） ，穿透性较弱。
使用场景 ¶
- 低频次数据传输场景：智能电表、农业传感器、仓储环境监测。
Cellular（蜂窝网络）¶
开发历史背景 ¶
- 发展历程：1G（模拟信号）→5G（高速低延迟
） ，覆盖从语音到万物互联。 - 技术分支：NB-IoT（窄带物联网
） 、LTE-M（中速率） 、5G mMTC（海量连接） 。
技术原理 ¶
- 蜂窝结构：六边形小区划分，基站动态切换（Handover
） ，频分 / 码分多址。 - 物联网变种：NB-IoT（超低功耗，广覆盖
） 、Cat-M1（支持语音） 。
常见应用 ¶
- 移动通信：智能手机联网、车联网（V2X
） 。 - 物联网：智能城市（智慧路灯
） 、远程医疗（ECG 监测） 。 - 紧急通信：灾害应急网络、海上平台通信。
优点 ¶
- 广域覆盖（全球漫游
） ，高移动性支持，适合大规模部署。
缺点 ¶
- 设备成本高（需 SIM 卡
） ，基站依赖性强，功耗较高（NB-IoT 除外） 。
使用场景 ¶
- 移动性要求高的场景：物流追踪、共享设备管理、偏远地区监测。
NB-IOT¶
NB 使用移动基站
lora 使用自己搭建的网关