LoRa与ZigBee技术在智能家居中的性能对比

     所有用过智能家居的人都知道，最头疼的并非功能不足，而是产品不稳定，有的时候没有安装好功能。离开家后最担心的不是会发生什么事情，而是发生了什么却不起作用，反而误了大事。
     这就是系统采用的无线传输技术的局限性。如今，在智能家庭中，主流通讯技术还是ZigBee、WiFi或蓝牙。幸好近几年物联网技术迅猛发展，LoRa、NB-IoT等都从中脱颖而出。该技术较好地解决了系统的可靠性问题，为用户带来全新的安全可靠体验。
      接下来我们将就LoRa和ZigBee进行一对一的技术对比。对LoRa有了更深入的认识，从而合理地选择合适的通讯技术，为用户提供更优质的智能家居产品与服务。
LoRa,ZigBee主要性能对比。
      LoRa(LongRangeRadio)与其它无线方式相比，其传输距离更远，达到了低功耗、长距离统一，在相同功率消耗下，与传统的无线射频通信距离增加3-5倍。本文介绍了基于扩频技术的LPWAN通信技术，实现了距离与功耗的平衡。伴随着智能城市、智能小区、智能工厂等的不断发展，LoRa技术已经逐渐在全球物联网中得到应用。
     ZigBee，又名紫蜂，是一种低速度、短距离传输的无线网络协议，底层是采用IEEE802.15.4标准规范的介质接入层。其主要特点是带宽、距离短。
分析上表中各部分项目：
载波频率
     LoRa所使用的载波频率低、通道衰减慢、穿墙能力强，而ZigBee使用的频率是2.4G，通道衰减快，穿墙能力差。另外，适用于2.4G的产品(ZigBee、WiFi等)种类众多，数量巨大，相互干扰很大。
接收灵敏度
    基于扩频技术的LoRa具有良好的抗干扰性。LoRa能够达到的接收灵敏度在理论上提供了高可靠通讯的可能性。LoRa的接收灵敏度明显优于ZigBee。正如前言中提到的，目前智能家居急需优化的可靠性问题，LoRa是个很好的选择。
距离
     通过LoRa技术的主要特点可以看出，通信距离很长，因此，应用LoRa技术，在整个建筑物乃至整个小区都可以部署大量设备，如水电表的数据抄送、小区的安防、消防监控等，也是十分可行的。
功耗
     ZigBee与主流LoRa相近，而LoRa则比ZigBee更小，而LoRa则比ZigBee小。一般而言，ZigBee系统在组网和正常运行阶段收发的分组数比LoRa大，而且这种交互还会增加耗电量。
数据速率
     虽然LoRa的数据速率并不很高，但是LoRa在家庭智能中仍然可以使用，这从两个方面来说明。
LoRa技术可以用来传送家庭控制类信号。
      当前智能家居产品，其中一项主要功能就是根据外部环境(温度)，因光照而变化而采取不同的行动，所以这类功能几乎不涉及数据传输；另外一项主要功能是由多种智能家庭设备组成的智能场景，比如开门回家，照明灯具自动开启，空调自动设定温度…这种功能只需一次配置即可，随后的启用该方案仅需要触发和发送一台控制信号，每台设备便可执行相应的动作，场景即可生效。就这两类主要功能而言，多数智能家居设备需要传输的控制信号非常少，多个字节，所以LoRa支持低速率技术也可以满足。LoRa不仅可以满足这种数据量较小的智能家居设备，而且具有很强的抗干扰性、信号覆盖范围广、容量大、所需网关少等优点。
LoRa可以与WiFi及其他通讯技术相结合，实现大规模数据连接，提升家庭智能系统的整体性能。
    为进一步提高智能家居的性能，在连接高数据率应用的基础上，除LoRa技术外，智能家庭可搭配高普及度的WiFi信号，进行音视频数据传输并接入因特网。因此，利用LoRa覆盖广泛，信号强的特性来传送控制类信息，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到一个新的水平。
网络拓扑
      当前应用LoRa技术的系统大多采用星形拓扑结构，这种组网控制比较简单，便于数据集中处理。除了星型组网以外，还可以考虑其他拓扑结构，将泛洪数据传输方法与合理的分组管理结合起来，可以提高系统的可靠性。长距离通讯，避免了采用网状组网的中继方式，具有较高的终端覆盖和较高的系统可靠性。D2D很适合于网络局部区域的数据传输，可以提高系统的实时性，有效分担关键节点的流量。所以当应用LoRa技术构建系统时，可以根据实际需要搭配多种拓扑结构，进一步提高系统的性能。ZigBee有不只是一个网络架构，但ZigBee通讯距离短，穿墙能力弱，网络扩展困难。
组网难度
     在ZigBee网络中，通常包括协调节点、路由节点和终端节点。在建立和维护过程中，协调节点负责网络的建立和维护，而路由节点负责。ZigBee的组网包括网络初始化和一般的终端结点的入网过程。其初始化过程主要包括：确定网络协调节点，通道扫描，设置网络ID。普通终端结点的入网是通过协调结点接入和通过现有结点接入。协调员入网的过程主要有：寻找网络协调器、发送关联请求、等待协调者处理、发送请求数据命令、回复。在现有的节点入网过程中，需要扫描网络找出适当的节点作为父节点，否则入网失败。对LoRa组网，主要采用星型组网，终端扫描网关信息，发送入网请求，网关回复即可正常工作。相对于ZigBee组网而言，LoRa组网在复杂性、难度和时间方面具有明显的优势。
成本
      因为LoRa通讯距离长、穿墙能力强、系统容量大，同一批终端所需的LoRa网关数量远小于ZigBee网关，可以节约系统组网成本。安装Lora产品要比ZigBee简单得多，因此安装和使用成本更低。