Qual è la differenza tra LoRA e Zigbee in termini di consumo energetico?

Una cosa da tenere a mente quando si fa una domanda come questa è che LoRA e Zigbee sono stack di rete wireless. Stai parlando di una soluzione hardware e software che abbraccia i livelli PHY, MAC, rete, trasporto e applicazione del modello OSI, e che sono estremamente configurabili a molti di questi livelli. Prendendo solo Zigbee, ci sono 4 tipi generali di dispositivi: coordinatore, router, dispositivo finale e dispositivo finale dormiente (questo non tiene conto di cose come Zigbee Green Power, che include tipi di dispositivi che supportano la raccolta di energia, pur supportando un sottoinsieme molto limitato di funzionalità).

Con questi quattro tipi di dispositivi, c'è una gamma molto ampia di consumo di corrente tra di loro:

I coordinatori sono tipicamente impostati in modo tale che la radio Zigbee stessa è acualmente una periferica di un processore di applicazioni più grande che esegue Linux (openWRT, o qualcosa del genere), dove c'è anche una connessione Wi-Fi o Ethernet nel sistema. Pensa a qualcosa del genere: - Home Lifestyle Gateway; questo non è a bassa potenza.

I router d'altra parte sono tipicamente dispositivi stand-alone, dove si usa un singolo SoC radio Zigbee come nucleo del sistema (qualcosa come questo: Cortet RF Modules | Cortet, o questo: XBee e XBee-PRO ZigBee RF Modules - Digi International). Un nodo router sarebbe tipicamente configurato in modo da non essere mai dormiente, e la radio è sempre accesa. Dal punto di vista di Zigbee, un nodo router può fungere da dispositivo genitore per un nodo terminale dormiente, e un router sarebbe tipicamente un dispositivo alimentato dalla linea e non dalla batteria (come una lampadina).

Un dispositivo terminale dormiente è simile a un router nel senso che userebbe un singolo SoC Zigbee come nucleo del sistema, ma sarebbe alimentato dalla batteria, e sarebbe in una modalità sleep a basso consumo per la maggior parte del tempo. Uno Sleepy End Device è progettato in modo da avere un nodo genitore (tipicamente un router) che mette in coda i messaggi ad esso destinati, e si sveglia periodicamente per interrogare il suo genitore e vedere se ci sono messaggi in sospeso. Questa metodologia di utilizzare un nodo delegato (che non ha restrizioni sul suo consumo di energia) per accodare i messaggi per lui permette ai dispositivi finali dormienti di essere estremamente a basso consumo, con consumi medi di corrente nell'intervallo di micro-ampere a una cifra con alcune impostazioni. Puoi naturalmente cambiare la configurazione del dispositivo terminale dormiente (per quanto tempo dormire, quanto spesso fare il check-in con il genitore, ecc.), e questo ti offrirà un compromesso tra la reattività del dispositivo (ai messaggi che gli vengono inviati) e il consumo energetico complessivo.

LoRA ha tipi di dispositivi simili con lo standard LoRA-WAN, tuttavia hai anche la possibilità di utilizzare il LoRA MAC solo per inviare semplici messaggi non riconosciuti da un nodo all'altro. Quindi ancora una volta, LoRA avrà una gamma di consumi di corrente a seconda del tipo di dispositivo e della configurazione specifica del dispositivo che si sta utilizzando.

Una cosa però da tenere a mente con LoRA è che questo è essenzialmente uno standard proprietario, dove (per quanto ne so), c'è uno e un solo fornitore del chip radio per la comunicazione LoRA, e questo è Semtech. Tutti coloro che offrono un modulo LoRA, o che vendono un prodotto che utilizza LoRA, utilizzano in definitiva un ricetrasmettitore radio Semtech. Questo chip richiede l'uso di un core MCU esterno per eseguire il MAC LoRA e lo stack di rete, quindi l'MCU specifico che viene utilizzato avrà anche un impatto sul consumo di corrente.

Nessuno di questi prende in considerazione le altre cose nel sistema a parte la radio (ad esempio, i sensori o gli attuatori che si desidera effettivamente collegare tra loro in modalità wireless).

In definitiva, la risposta alla tua domanda dipende dall'hardware selezionato, dal tipo di dispositivo sulla rete wireless, e dalla configurazione specifica del dispositivo. Non c'è davvero una risposta generale che uno sia meno potente dell'altro perché sia Zigbee che LoRA sono estremamente configurabili e offrono una gamma molto ampia di funzionalità, quindi non è facile rispondere a una domanda come questa in termini generali senza sapere che tipo di sistema stai cercando di progettare e quali sono le tue aspettative in termini di gamma di comunicazione del dispositivo, durata della batteria del dispositivo, tempo di risposta del dispositivo, ecc.