2. 常见无线协议对比：Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、LoRa、NB-IoT、Sub-1G 的优缺点与选型
做嵌入式无线项目，第一关就是选协议。
说实话，我见过太多人一上来就拍脑袋选 Wi-Fi，结果电池撑不过三天。也见过有人非要用 LoRa 传视频，那肯定是不行的。每种协议都有自己的脾气，选对了事半功倍，选错了……嗯，改板子改到哭。
这一章，我把市面上最常用的六种无线协议掰开揉碎讲清楚。不搞虚的，全是实战经验。
2.1 六种协议速览：一张表看懂
先给个全景图。我习惯把协议按“传输距离”和“数据速率”两个维度来分类。你想想看，这两个指标基本决定了你的产品形态。
| 协议 | 频段 | 典型速率 | 通信距离 | 功耗 | 组网能力 | 成本 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Wi-Fi | 2.4GHz / 5GHz | 10~300 Mbps | 10~100m | 高 | 星型，需路由器 | 中 |
| 蓝牙 | 2.4GHz | 1~2 Mbps | 1~10m | 低 | 点对点 / 星型 | 低 |
| ZigBee | 2.4GHz / 868MHz | 20~250 kbps | 10~100m | 低 | Mesh 网状网 | 低 |
| LoRa | Sub-1GHz | 0.3~50 kbps | 2~15 km | 极低 | 星型，网关 | 中 |
| NB-IoT | 运营商授权频段 | 20~250 kbps | 1~10 km | 低 | 蜂窝网络 | 高（需SIM卡） |
| Sub-1G | 315/433/868/915MHz | 1~100 kbps | 100~1000m | 极低 | 点对点 / 星型 | 低 |
2.2 逐个拆解：每个协议都有脾气
2.2.1 Wi-Fi：高吞吐，但吃电
Wi-Fi 的优势不用多说——速度快，生态好，手机直接连。但它的功耗是个大问题。我记得有一次做智能插座，用 ESP8266 方案，待机电流 80mA，用户抱怨说插座比电器还费电。后来换了低功耗 Wi-Fi 模组，待机降到 5mA，才算勉强过关。
适合场景：视频传输、OTA 升级、需要高带宽的网关设备。
避坑：Wi-Fi 的穿墙能力其实一般，2.4GHz 稍好，5GHz 穿一堵墙就掉一半信号。别信宣传里的“穿三墙”。
2.2.2 蓝牙：短距之王，但别想传远
蓝牙分经典蓝牙和 BLE（低功耗蓝牙）。现在做项目基本都用 BLE。它的功耗控制确实好，一颗纽扣电池跑一年没问题。但距离嘛……我做过一个蓝牙温湿度计，空旷 10 米，隔一堵墙就断连。后来加了 PA（功率放大器），勉强到 30 米。
适合场景：可穿戴设备、手机交互、信标、传感器采集。
避坑：蓝牙的广播包冲突很严重。如果同一个区域有几十个蓝牙设备，连接成功率会急剧下降。我踩过这个坑，后来改用扫描+过滤策略才解决。
2.2.3 ZigBee：Mesh 组网稳，但调试烦
ZigBee 最大的卖点是 Mesh 网络——每个节点都能中继，覆盖范围可以无限扩展。我在智能家居项目里用过，30 个节点自组网，确实稳。但调试过程很痛苦，协议栈复杂，抓包工具也贵。
适合场景：智能家居、工业传感器网络、需要多跳中继的场景。
避坑：ZigBee 和 Wi-Fi 都工作在 2.4GHz，会互相干扰。我建议把 ZigBee 信道避开 Wi-Fi 的 1、6、11 信道，否则丢包率能到 30%。
2.2.4 LoRa：远距离低功耗，但速率感人
LoRa 是扩频技术，灵敏度能做到 -140dBm，空旷地 5 公里轻轻松松。功耗也低，一节 18650 电池发一年数据没问题。但速率嘛……最高才 50kbps，传个文本还行，传图片就别想了。
适合场景：远程抄表、农业监测、资产追踪、智慧城市。
避坑：LoRa 是免费频段，但不同地区频率不同。中国是 470~510MHz，欧洲 868MHz，美国 915MHz。出口产品一定要做频率适配。
2.2.5 NB-IoT：运营商背书，但要交月租
NB-IoT 是蜂窝物联网标准，覆盖好，安全性高，运营商帮你维护网络。但每个设备都要插 SIM 卡，每年交流量费。我算过一笔账：如果设备量超过 1 万台，NB-IoT 的年运营成本比 LoRa 高 3~5 倍。
适合场景：智能水表、烟感、共享单车、需要全国漫游的设备。
避坑：NB-IoT 不支持移动性——设备移动太快会掉线。别拿它做车载追踪。
2.2.6 Sub-1G：自由灵活，但没标准
Sub-1G 指的是 1GHz 以下的 ISM 频段，比如 433MHz、868MHz。它穿墙能力强，功耗低，而且你可以自己定义协议。我做过一个 433MHz 的无线门铃，成本不到 5 块钱，距离 200 米。但缺点是没有统一标准，不同厂家的芯片不能互通。
适合场景：遥控器、无线门铃、简单传感器、低成本方案。
避坑：Sub-1G 频段干扰源多——对讲机、汽车遥控器、甚至电焊机都会产生干扰。一定要做跳频或重传机制。
2.3 选型决策：三步走，不纠结
我总结了一个三步选型法，用了好几年，基本没翻过车。
- 先看距离：10 米以内 → 蓝牙；100 米以内 → Wi-Fi/ZigBee；1 公里以上 → LoRa/NB-IoT。
- 再看速率：需要传视频/图片 → Wi-Fi；传音频 → 蓝牙；传文本/传感器数据 → 其他都行。
- 最后看功耗：电池供电且要求一年以上 → LoRa/Sub-1G；电池供电且频繁交互 → BLE；插电设备 → Wi-Fi/ZigBee。
2.4 一张图看懂协议关系
下面这张图是我自己画的协议选型决策树。每次做新项目，我都会拿出来看一眼。
2.5 实战案例：一个项目三种方案
去年我帮客户做农业大棚监测，需求是：温度、湿度、光照三个传感器，每 10 分钟上报一次，大棚间距 500 米，电池供电要求一年以上。
我评估了三种方案：
- 方案一：LoRa —— 距离够，功耗低，成本适中。最终选了它。节点用 STM32L0 + SX1278，一节 18650 电池跑了 14 个月。
- 方案二：NB-IoT —— 覆盖好，但每年流量费 30 元/节点，100 个节点一年 3000 元，客户嫌贵。
- 方案三：Sub-1G —— 433MHz 模块成本才 8 块钱，但距离只有 300 米，需要加中继，反而更复杂。
2.6 小结
选无线协议没有银弹。每种协议都有它的生态位。我的建议是：先搞清楚你的核心需求——距离、速率、功耗、成本，按优先级排序，然后对照上面的表格和决策树，基本不会选错。