zigbee与lora的智能家居区别

现在智能家居的主流通信技术还是ZigBee、WiFi或蓝牙。幸运的是近些年物联网技术有了飞速发展，从中突围而出的有LoRa,NB-IoT等。新的技术很好地解决了系统的可靠性问题，给用户带来安全可靠的全新体验。那么，zigbee与lora的智能家居区别是什么呢？下面跟小编一起来看看吧！

zigbee与lora的智能家居区别

LoRa(LongRangeRadio)是Semtech公司创建的低功耗广域网无线标准，它在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远，实现了低功耗和远距离的统一，它在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍。它是LPWAN通信技术中的一种，该技术基于扩频技术，能很好地兼顾距离和功耗。随着世界范围内的智能城市、智能小区、智能工厂等步伐的推进，LoRa技术已逐步应用于全球各地的物联网中。

ZigBee，也称紫蜂，是一种低速短距离传输的无线网上协议，底层是采用IEEE802.15.4标准规范的媒体访问层与物理层。主要特色有带宽宽、距离短。

1、载波频率

LoRa使用的载波频率较低，信道衰减慢，穿墙能力强，而ZigBee使用频率为2.4G，信道衰减快，穿墙能力差。此外，工作在2.4G的产品（ZigBee、WiFi等）种类和数量庞大，相互干扰程度较大。

2、接收灵敏度

LoRa基于扩频技术，抗干扰能力强。LoRa所能达到的接收灵敏度从理论上提供了高可靠通信的可能性。LoRa的接收灵敏度明显优于ZigBee的接收灵敏度。如引言所提到，目前智能家居亟待优化的可靠性问题，LoRa是一个非常好的选择。

3、距离

LoRa技术通信距离长，因此应用LoRa技术将大量设备部署于整栋楼房甚至整个小区也是完全可行的，例如水电表的数据抄送、小区的安防、消防监控等，也方便集中管理。

4、功耗

ZigBee与LoRa主流芯片的发射电流接近，LoRa的接收电流低于ZigBee，两者的功耗都比较低。一般来说，ZigBee系统在组网和正常工作阶段终端发送和接收的数据包数量大于LoRa，这些交互也会使得功耗增加。

5、数据速率

LoRa的数据速率不是非常高，但智能家居中依然可用LoRa技术，从以下两方面进行说明。

LoRa技术可用于传输智能家居中控制类信号纵观目前的智能家居产品，其中一个主推功能是各类传感器根据外界条件（温度、湿度光照）的变化执行采取不同的动作，因此该类功能几乎不涉及数据的传输；另一个主推功能是各种智能家居设备联合组成的智能场景，如回家打开门，照明灯自动打开、空调自动调至偏好温度…这类功能仅需要对场景中的各设备配置一次，后续启用该场景只需触发并传输一个控制信号各设备即可执行相应动作，场景即可生效。从这两类主要功能来看，大多数智能家居设备所需要传输的控制信号极少，若干字节，因此支持低速率的LoRa技术也可满足。LoRa不仅能满足这种数据量少的控制类智能家居设备，由于LoRa抗干扰能力强，信号覆盖范围广，容量大，所需要的网关数量少，可节约成本。

LoRa可搭配WiFi等通信技术联结数据量大的应用，提升智能家居系统整体性能。除了前文提到的少量控制信息，为了进一步提升智能家居的性能，联结高数据速率的应用，智能家居除LoRa技术外还可以搭配普及度高的WiFi信号，进行音视频数据的传输并接入互联网。这样利用LoRa的广覆盖、信号强的特性传输整体的控制类信息，局部小范围使用数据速率快的WiFi传输音视频类数据，将智能家居的体验提升至一个新的水平。

6、主要应用场景

LoRa具有长距离、抗干扰能力强、低功耗等优点，基于此LoRa常见的应用场景包括智慧城市，智能家居，智能建筑，智能环境监测，智能测量，智能农业，智能工业，智能零售，智能物流，智能安防，智能消防等。尤其是在智能家居方面，Lora使得应用场景从室内无缝地延伸到室外以至整个社区。ZigBee主要是通信频带较宽，通信距离近等特点，常见的应用场景包括智能家居，智能测量，智能农业。ZigBee早于LoRa进入智能家居领域，并形成了一定规模的生态链。随着应用的深入，ZigBee自身的局限使ZigBee的产品遇到了瓶颈。同时LoRa正以强劲的势头进军该领域。目前，已有厂家实现基于LoRa技术的智能家居解决方案，如YoSmart、简舒、慧联无限和亚马逊的Sidewalk[7]等。

7、网络拓扑

目前使用LoRa技术的系统大多采用星型的拓扑结构，这种组网方式控制较简单，方便数据集中处理。除星型组网外也可考虑其它拓扑结构，网状拓扑结合泛洪的数据传输方式以及合理的数据包管理可以提高系统可靠性。LoRa通信距离长，采用网状组网的可避免使用中继，终端相互覆盖程度高，系统可靠度高。而D2D非常适合网络局部区域的数据传输，可提高系统实时性并有效分担关键节点的流量拥塞。因此在应用LoRa技术搭建系统时，可根据实际需求搭配使用多种拓扑结构，进一步提升系统性能。ZigBee的网络结构不止一种，但是由于ZigBee的通信距离短，穿墙能力弱，网络扩展难度较大。

8、组网难度

ZigBee网络中一般包括协调节点、路由节点以及一般的终端节点。协调节点负责网络的创建与维护、路由节点负责路由寻找与维护。ZigBee组网包括网络初始化以及一般终端节点入网过程。网络初始化主要流程包括：确定网络协调节点、信道扫描、设置网络ID。一般终端节点入网包括通过协调节点连接入网和通过已有节点入网。通过协调器入网的主要流程包括：查找网络协调器、发送关联请求、等待协调器处理、发送数据请求命令、回复。通过已有节点入网则需要扫描网络找到合适的节点作为父节点，否则入网失败。而对于LoRa组网，主要采用星型组网，终端扫描到网关信息、发送入网请求、网关回复即可正常工作。相较之下LoRa的组网相比ZigBee组网在复杂度、难度和时间上有明显优势。

9、成本

由于LoRa通信距离长、穿墙能力强，系统容量大、相同数量的终端所需要的LoRa网关比ZigBee网关数量少很多，可节省系统组网成本。Lora产品的安装使用较ZigBee更简单，因而安装使用成本更低。

LoRa与ZigBee技术介绍

1、LoRa简介：

物联网应用中的无线技术有多种，可组成局域网或广域网。组成局域网的无线技术主要有2.4GHz的WiFi，蓝牙、Zigbee等，组成广域网的无线技术主要有2G/3G/4G等。这些无线技术，优缺点非常明显，可如下图总结。在低功耗广域网（LowPowerWideAreaNetwork,LPWAN）产生之前，似乎远距离和低功耗两者之间只能二选一。当采用LPWAN技术之后，设计人员可做到两者都兼顾，最大程度地实现更长距离通信与更低功耗，同时还可节省额外的中继器成本。

LoRa是LPWAN通信技术中的一种，是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。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。目前，LoRa主要在全球免费频段运行，包括433、868、915MHz等。

LoRa技术具有远距离、低功耗（电池寿命长）、多节点、低成本的特性。

2、ZigBee技术

ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议

ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。

主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。

ZigBee是一种无线连接，可工作在2.4GHz(全球流行)、868MHz(欧洲流行)和915MHz(美国流行)3个频段上,分别具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输速率，它的传输距离在10-75m的范围内,但可以继续增加。

作为一种无线通信技术，ZigBee具有如下特点：

(1)低功耗:由于ZigBee的传输速率低,发射功率仅为1mW,而且采用了休眠模式，功耗低,因此ZigBee设备非常省电。据估算，ZigBee设备仅靠两节5号电池就可以维持长达6个月到2年左右的使用时间,这是其它无线设备望尘莫及的。

(2)成本低：ZigBee模块的初始成本在6美元左右，估计很快就能降到1.5—2.5美元,并且ZigBee协议是免专利费的。低成本对于ZigBee也是一个关键的因素。

(3)时延短:通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短，典型的搜索设备时延30ms,休眠激活的时延是15ms,活动设备信道接入的时延为15ms。因此ZigBee技术适用于对时延要求苛刻的无线控制(如工业控制场合等)应用。

(4)网络容量大：一个星型结构的Zigbee网络最多可以容纳254

个从设备和一个主设备，一个区域内可以同时存在最多100个ZigBee网络,而且网络组成灵活。

(5)可靠:采取了碰撞避免策略，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙,避开了发送数据的竞争和冲突。MAC层采用了完全确认的数据传输模式，每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。如果传输过程中出现问题可以进行重发。

(6)安全：ZigBee提供了基于循环冗余校验(CRC)的数据包完整性检查功能,支持鉴权和认证，采用了AES-128的加密算法,各个应用可以灵活确定其安全属性。

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