聯(lián)天聯(lián)地聯(lián)萬(wàn)物 科普物聯(lián)網(wǎng)“如何聯(lián)網(wǎng)”

　　NB-IoT：占據主流地位的“窄帶”網(wǎng)絡(luò )

　　當然，上面說(shuō)的都是現有的寬帶網(wǎng)絡(luò )技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的延伸。而實(shí)際上，因為許多物聯(lián)網(wǎng)設備都會(huì )采用微型化、低功耗的設計，寬帶網(wǎng)絡(luò )對于它們來(lái)說(shuō)其實(shí)是沒(méi)必要又浪費能源的。

　　因此，看似落后但其實(shí)并不“古老”的窄帶網(wǎng)絡(luò )就注定扛起物聯(lián)網(wǎng)的大旗：和4G/5G、WiFi分別對應室外和室內環(huán)境一樣，窄帶物聯(lián)網(wǎng)也有分為對應廣域和室內環(huán)境的兩大技術(shù)：NB-IoT(基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng))/藍牙LE(藍牙低功耗)。

　　NB-IoT本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，可以視作是專(zhuān)用于物聯(lián)網(wǎng)的“簡(jiǎn)化版”蜂窩數據網(wǎng)絡(luò )，因此它在技術(shù)上和現有的手機網(wǎng)絡(luò )(比如GSM、FDMA、LTE)是共通的，只是功耗要低很多很多，而且對網(wǎng)絡(luò )帶寬的要求非常低，組網(wǎng)成本低廉。

　　但是，因為是基于成熟的蜂窩網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，相比藍牙和Zigbee等近距離通信技術(shù)，NB-IoT(特別是基于4G的NB-LTE)具備廣覆蓋、可移動(dòng)以及大連接數等特性。

　　而且，NB-LTE的頻段因為很短，它可以通過(guò)帶內、保護帶或獨立載波三種部署方式，與現有網(wǎng)絡(luò )共存——有LTE基站的地方，就能簡(jiǎn)單快速地部署物聯(lián)網(wǎng)NB-LTE窄帶網(wǎng)絡(luò )。

　　同時(shí)，低功耗(一塊電池可支撐10年運行)、連接多(單個(gè)小區能支持10萬(wàn)連接)、廣覆蓋(有移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )就有NB-IoT網(wǎng)絡(luò ))、低運營(yíng)成本(每個(gè)模塊不足5美元)的優(yōu)點(diǎn)，使得NB-IoT可以輕松地運用在大量需要持續監測但無(wú)需高速數據通信的行業(yè)，如遠程抄表、物流跟蹤、智能停車(chē)、智慧農業(yè)等。

　　可以說(shuō)，名稱(chēng)上看起來(lái)并不高大上的NB-IoT，實(shí)際上已經(jīng)成為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的絕對主流，并且也是目前最具商業(yè)應用潛力的新興技術(shù)之一。

　　藍牙LE/Zigbee：成熟的近距離物聯(lián)網(wǎng)方案

　　說(shuō)到藍牙，大家肯定不會(huì )陌生：雖然藍牙的傳輸速率和傳輸距離都遠不及WiFi，但因為功耗低，成本低，在短距離物聯(lián)網(wǎng)方案中也占據了一定地位。

　　比如說(shuō)，負責藍牙技術(shù)更迭的藍牙技術(shù)聯(lián)盟( Bluetooth SIG)就于近日宣布，藍牙技術(shù)將支持物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )(mesh networking)。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )可以將多個(gè)藍牙設備連接，創(chuàng )造大規模的設備網(wǎng)絡(luò )。藍牙技術(shù)聯(lián)盟表示，這種“多對多”的連接，可以支持數千設備。在家庭環(huán)境中，mesh networking可以用來(lái)連接智能家庭設備，并建立覆蓋整個(gè)房子的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò )。

　　相比傳統的單點(diǎn)連接，藍牙支持網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )之后，可以大幅提升覆蓋面積，變相提升了藍牙連接的傳輸距離，同時(shí)不會(huì )提高成本：因為只要是支持藍牙4.0的設備，理論上都可以通過(guò)升級固件，加入對mesh networking的支持。

　　而和藍牙相比，Zigbee(紫蜂)的歷史沒(méi)有那么悠久，但卻更具對于物聯(lián)網(wǎng)的針對性。Zigbee協(xié)議誕生于2004年，它去掉了藍牙當中那些高清媒體之類(lèi)的功能，專(zhuān)注于傳感器數據傳輸、設備交互控制。

　　Zigbee使用了一種非常有趣的“接力”方式，將每一個(gè)低功耗的Zigbee傳感器或控制器連接起來(lái)，這些傳感器只需要很少的能量，以接力的方式通過(guò)無(wú)線(xiàn)電波將數據從一個(gè)網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)傳到另一個(gè)節點(diǎn)，所以Zigbee的功耗更小、距離(相對藍牙來(lái)說(shuō))更遠、成本也更低。

　　而且，因為從一開(kāi)始就專(zhuān)注與傳感器之間的信息傳遞，Zigbee非常強調實(shí)時(shí)性：使用Zigbee協(xié)議的智能家電，當按下其中一個(gè)的開(kāi)關(guān)之后，其他的幾乎是立刻就能相應動(dòng)作。這是因為Zigbee設備從睡眠轉入工作狀態(tài)只需15ms，節點(diǎn)連接進(jìn)入網(wǎng)絡(luò )只需30ms。相比較而言，藍牙需要3～10s、WiFi需要3s以上。

　　總結：萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代就在眼前

　　好了——以上就是我們今天關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)“如何聯(lián)網(wǎng)”的小科普了。當然，龐大的物聯(lián)網(wǎng)并不是只有這么幾個(gè)連接技術(shù)，其他的比如Enocean、beacon甚至是nfc/RFID其實(shí)也被應用在當前的物聯(lián)網(wǎng)設備里，只是相比之下沒(méi)有那么主流，或者并非未來(lái)的發(fā)展方向。

　　不過(guò)，我們也應該看到，物聯(lián)網(wǎng)傳輸協(xié)議再多，其實(shí)也就寥寥數種，而且基本上都是在10年前就已經(jīng)被外國公司所制定、把持了。雖然到時(shí)候中國的企業(yè)或許會(huì )像今日的手機市場(chǎng)那樣，在終端設備的出貨量上占據大流，但“基礎技術(shù)”依舊握于他人之手。這對于未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)設備的安全性、產(chǎn)品成本會(huì )造成怎樣的影響呢?我們目前只能拭目以待。