一、技术分类与核心参数速览

1. 短距离高带宽技术

技术 传输速率 覆盖范围 功耗 典型应用
WiFi 6(802.11ax) 1-9.6 Gbps 室内 50-100m 高 (~500μW / 消息) 高清视频、文件传输、智能家居
蓝牙 5.3 2 Mbps 10-300m (增强) 极低 (~50μW / 消息) 可穿戴设备、音频传输、定位标签
UWB 1-10 Gbps <10m 低 厘米级定位、安全支付、车钥匙
NFC 106-424 kbps <0.1m 标签端极低 移动支付、门禁、设备配对

2. 短距离低功耗物联网技术

技术 传输速率 覆盖范围 功耗 特点
Zigbee 250 kbps 10-100m (可 Mesh 扩展) 低 (~414μW / 消息) 自修复 Mesh 网络，支持 6.5 万节点
Z-Wave 9.6 kbps 室内 30m, 室外 100m+ 极低 (10 年电池寿命) 1GHz 以下频段，干扰少，穿墙强
Thread 250 kbps 10-100m 极低 基于 802.15.4, 专为智能家居设计

3. 长距离低功耗广域网 (LPWAN)

技术 传输速率 覆盖范围 电池寿命 应用场景
LoRaWAN 0.3-50 kbps 农村 15km, 城市 2-5km 5-10 年 智能农业、环境监测、资产追踪
NB-IoT <250 kbps 城市 10km 5-10 年 智能电表、水表、路灯控制
LTE-M(Cat-M1) 1 Mbps+ 城市全覆盖 3-5 年 物流追踪、医疗设备监控

4. 蜂窝移动通信技术

技术 传输速率 延迟 特点
5G(eMBB) 1-20 Gbps <50ms 低延迟、大规模连接、支持 VR/AR
5G(mMTC) 100+ kbps 100-500ms 专为物联网优化，支持百万级设备 /km²
6G (研发中) Tbps 级 <1ms 太赫兹频段、空天地一体化、AI 原生

二、关键性能维度对比

1. 传输距离 vs 速率权衡

  • WiFi: 高速率 (1Gbps+) 但覆盖有限 (100m 内)
  • LoRa: 低速率 (50kbps) 但覆盖极广 (15km)
  • Zigbee: 中等速率 (250kbps) 与距离 (10-100m), 通过 Mesh 扩展

2. 功耗与电池寿命

  • BLE/Zigbee/Thread: μW 级功耗，纽扣电池可用数年
  • WiFi/5G: 高功耗 (100-200mA), 需持续供电或短续航
  • NB-IoT/LoRa: 休眠电流低至 μA 级，单电池支持 5-10 年

3. 抗干扰能力

  • UWB: 超宽带信号分散，抗干扰极强
  • 蓝牙: 跳频扩频 (FHSS),79 信道随机切换
  • WiFi 6: OFDMA+MU-MIMO, 多用户并行传输抗干扰
  • LoRa: 线性调频扩频，接收灵敏度达 – 148dBm, 穿透能力强

4. 网络拓扑与扩展性

  • WiFi: 星型拓扑，单 AP 支持 30-50 设备
  • Zigbee/Thread: 自修复 Mesh 网络，节点间可中继，支持大规模设备
  • LoRaWAN/NB-IoT: 星型架构，单基站覆盖大区域

三、应用场景适配指南

1. 智能家居

  • 最佳选择: Zigbee 3.0 + 蓝牙 5.0 组合
  • 理由: Zigbee 负责设备控制 (Mesh 覆盖), 蓝牙负责手机连接 (普及度高)

2. 工业物联网

  • 设备监控: LoRa/NB-IoT (广覆盖，低功耗)
  • 产线自动化: WiFi 6 (高带宽，低延迟) 或 5G (移动性好)
  • 精准定位: UWB (厘米级精度，适合 AGV 导航)

3. 智能城市

  • 表计系统: NB-IoT (覆盖广，低功耗，支持 10 年电池)
  • 交通监控: 5G+LoRa 混合 (实时视频 + 设备状态监测)

4. 医疗健康

  • 可穿戴设备: BLE (低功耗，支持长时间监测)
  • 远程医疗: 5G (高清视频，低延迟)

5. 农业 / 环境监测

  • 大面积监测: LoRaWAN (单基站覆盖 15km, 电池寿命 5-10 年)
  • 精准农业: UWB+Zigbee (定位 + 环境传感)

四、技术选择决策树

  1. 是否需要高带宽 (>1Mbps)?
    • ✓ → WiFi/5G (视频流、大文件传输)
    • ✗ → 转 2
  2. 传输距离要求？
    • <100m: 转 3
    • 100m-1km: 考虑 Z-Wave (低频穿墙好)
    • >1km: 转 4
  3. 是否需电池供电且长期运行？
    • ✓ → Zigbee/BLE (数月 – 数年)
    • ✗ → WiFi (稳定供电环境)
  4. 设备数量与分布？
    • 密集部署: NB-IoT/LTE-M (运营商网络支持)
    • 分散部署: LoRaWAN (自建网络更经济)

五、总结：各技术核心优势

  • WiFi: 高速数据传输的 “全能选手”(家庭 / 办公首选)
  • 蓝牙: 低功耗短距连接王者 (可穿戴 / 音频设备标配)
  • Zigbee: 智能家居 Mesh 网络 “织网者”(设备间无缝协同)
  • LoRa: 远距离低功耗 IoT”长跑冠军”(农业 / 环境监测利器)
  • NB-IoT: 城市物联网 “隐形基础设施”(表计 / 路灯等公共设备)
  • 5G: 万物互联 “高速公路”(车联网 / AR/VR 的基础)

选择建议: 无线技术无绝对优劣，应根据应用场景需求 (带宽、距离、功耗、成本) 综合考量，必要时可采用多技术融合方案，如 “5G+LoRa”(兼顾实时性与广覆盖) 或 “WiFi+Zigbee”(高速连接 + 低功耗控制)。

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