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物联网软件开发中使用的无线通信技术

2016-08-23 14:52:06

无线通信技术都需要借助一定的频段才能通信,正如汽车需要道路行驶一样。在物联网的应用中,不同的国家或地区无线技术使用的频率也是不同的。为适应物联网的发展,各国或地区为物联网应用提供了一定的频段,如下:

  北美:902-928MHz

  欧盟:863-868MHz

  韩国:917.5-923MHz

  日本:916.5-927.5MHz

  英国:915-921MHz

  中国的物联网市场适用的频段会有那些呢? 尤其是对于国内新兴起的低功耗广域网(LPWAN)又有那些频段适合呢?

  无线技术的频率

  如按照传输距离远近来划分无线技术,可将常见的一些物联网无线技术分为如下:

 

  LoRa, 中国LoRa应用联盟(CLAA)推荐的是470~510MHz。

  NB-IoT, 全球主流的频段是800MHz和900MHz。中国电信将会把800MHz作为部署NB-IoT的首选频段,中国联通会选择900MHz来部署NB-IoT,中国移动可能会重耕现有的900MHz频段。

  Sigfox, 欧洲、中东:868MHz(ETSI 300-220)、北美:902MHz(FCC part 15)、南美/澳大利亚/新西兰:920MHz(ANATEL 506, AS/NZS 4268)。

  Weightless,作为一个开放标准的LPWAN无线技术,工作在整个的免授权Sub-GHz的ISM/SRD频段,可以全球部署:169/433/470/780/868/915/923MHz。

  ZETA,纵行科技开发的技术,可工作在多个Sub-GHz频段(如:433、470、500、787、868和915MHz等)。除此之外,ZETA也可以通过改变配置运行在专有频段上。

  Wi-Fi和蓝牙,工作在2.4GHz,全球通用频段。

  NFC,据悉工信部将会发布基于13.56MHz的近场通信技术标准。

  Z-Wave,在中国的工作频率是868.40 MHz,遵从CNAS/EN 300 220标准。

  ZigBee、Thread、ISA100.11a等规范都以IEEE 802.15.4为基础加以扩展,一般的IEEE 802.15.4设备使用868/915/2400MHz频率。

  除2.4GHz等之外,物联网无线技术多以Sub-GHz频段为主。中国对现有的无线频谱有那些规定和要求呢?

  无线电频率规定和要求

  对于物联网相关的有以下几个规定、要求和标准:

  《中华人民共和国无线电频率划分规定》

  《微功率(短距离)无线电设备的技术要求》

  《IEEE Std 802.15.4c?-2009》

  《关于增加800MHz频段微功率(短距离)无线电应用工作频率的通知》

  《微功率(短距离)无线电设备的技术要求》

  工信部2005年重新修订发布了《微功率(短距离)无线电设备的技术要求》信部无[2005]423 号文件。《要求》划分了14类设备:  

  其中,(三)无线传声器和民用无线电计量仪表等类型设备

  用于教育、文化部门的视听训练,电影院、音乐厅、会议室等公共场所及残疾人士的听觉辅助使用,在旅游区,作为小型广播设备应用。

  在满足传输数据时,其发射机工作时间不超过5 秒的条件下,470-510MHz频段可作为民用无线电计量仪表使用频段。

  若使用频率与当地声音、电视广播电台频率相同时,不得在当地使用;若对当地声音、电视广播接收产生干扰时,应立即停止使用,待消除干扰或调整到无干扰频率后方可重新使用。

  为避免对生物医学遥测设备产生干扰,在医院内,不得使用无线传声器。无线传声器生产厂商须在产品说明书中,载明这项规定。

  1. 使用频率及发射功率:

  1) 使用频率:87-108 MHz

  发射功率限值:3mW(e.r.p)

  2) 使用频率:75.4-76.0MHz,84-87MHz

  发射功率限值:10mW(e.r.p)

  3) 使用频率:189.9-223.0MHz

  发射功率限值:10mW(e.r.p)

  4) 使用频率:470-510MHz,630-787MHz

  发射功率限值:50mW(e.r.p)

  2.占用带宽:不大于200kHz

  3.频率容限:100×10-6

  (十一)各类民用设备的无线控制装置

  不得用于无线控制玩具、模型等。

  1.使用频率: 314-316MHz,430-432MHz,433.00-434.79MHz

  发射功率限值:10mW(e.r.p)

  占用带宽:不大于400kHz

  2.使用频率:779-787MHz,

  发射功率限值:10mW(e.r.p)

  IEEE Std 802.15.4c?-2009

  来自百度百科的描述,IEEE802.15.4C是由中国电子技术标准化所、北京航天航空大学、清华同方、华为科技有限公司和北京威讯紫晶科技有限公司等单位合作并推动的,IEEE 802.15.4C标准已在3月29日正式发布。

 

  F.3.2 Radio control devices for all kinds of civil equipment

  Radio controlled devices are prohibited for use for toys and models, but can be used for civilian equipment for the following working frequencies:

  a) Working frequency: 314–316 MHz, 430–432 MHz, and 433.00–434.79 MHz

  Transmitting power limit: 10 mW (EIRP)

  Occupied bandwidth: no greater than 400 kHz

  b) Working frequency: 779–787 MHz

  Transmitting power limit: 10 mW (EIRP)

  No occupied bandwidth requirement

  《关于增加800MHz频段微功率(短距离)无线电应用工作频率的通知》 信无函[2008]44号

  为促进微功率(短距离)无线电技术的发展,满足社会需求,根据我国频率划分和使用情况,经研究,为微功率(短距离)无线电应用增加868-868.6 MHz工作频率。具体事宜通知如下:

  一、该频段微功率(短距离)无线电设备的射频要求:

  1. 发射功率限值:5mW(e.r.p);

  2. 发射信号的占空比限值:1%;

  3. 载波频率容限:100×10-6。

 

  二、该频段无线电设备归类为“关于发布《微功率(短距离)无线电设备的技术要求》的通知(信部无〔2005〕423号)”中的“各类民用设备的无线电控制装置”。

 

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