物（wù）联（lián）网中常见（jiàn）的通信（xìn）技术有（yǒu）哪（nǎ）些？物联网是继（jì）计算机、互联（lián）网与移（yí）动通（tōng）信网之后信息技（jì）术（shù）产业的第三（sān）次发展浪潮（cháo）。通（tōng）信技术能（néng）够使（shǐ）物联网（wǎng）将 感知到（dào）的信（xìn）息（xī）在不同的终端之间进（jìn）行高（gāo）效传输和（hé）交换，实现信息资源的（de）互通（tōng）和共享，是物联（lián）网各种应用功能的 关（guān）键支（zhī）撑。通（tōng）信技术（shù）有（yǒu）很多，下面（miàn）选几个在（zài）物联网应用比较（jiào）适合（hé）的（de）和大家详细分（fèn）析（xī）其（qí）特点和适（shì）用（yòng）场景（jǐng）。

LoRa是一（yī）种远距离（lí）的调制技术，由（yóu）法国的Cycle。公司研发，后（hòu）来被美（měi）国的Semtechf升特（tè）)收购。其特点 是具备较长的传输距离，它（tā）是基于线（xiàn）性扩频（pín）(CSS)的一个（gè）变种，具备（bèi）向前（qián）就纠错的(FEC)的能力，同（tóng）时具 备较高的接收灵（líng）敏度（dù）和抗（kàng）噪声能力。在国内LoRa是运行在免费的频段（duàn）470〜510MHz之间（jiān）。

LoRaWAN是（shì）基于LoRa的一种通讯（xùn）协议，相（xiàng）比LoRa它除了包含物（wù）理层的定义还（hái）包（bāo）含（hán）了数据（jù）链（liàn）路层（céng）的定 义，LoRa可以（yǐ）通过扩（kuò）频因子(SF)调（diào）节通讯速率和距离，扩频因子越大传输速率（lǜ）就（jiù）越小，但传输距离就会越 远。这就好比同样油量的摩托车可以跑（pǎo）得快、跑得（dé）远，但是栽重很（hěn）小，而货车就可以带很多东西（xī），但是跑得就 会比较慢且距（jù）离很短。因此在设置（zhì）扩频因子时就（jiù）需要个根（gēn）据数据量和传输距离做取舍。

LoRaWAN的单通道实际速率大约0.3-11kbps,目前（qián）国内常用（yòng）的终（zhōng）端（duān）芯片有（yǒu）SX1276和SX1278两种， 网关芯片有SX1255、SX1301、SX1308等型号。其拓扑结（jié）构是星型（xíng）拓扑，即每个网关通过网（wǎng）络将数据传输（shū） 到中（zhōng）央服务器，节点会将数据同时发送至多个网关，由中（zhōng）央服务器进行冗余检测和其他的处理。其网关容量主 要取决于数据的并发大小。

LoRaWAN具有A类、B类、C类的通讯模式（shì）。

终端双向通讯（A类）：

节点随（suí）时可以发送信息给网关，发（fā）送后会打开两（liǎng）个持续时（shí）间很短的接收（shōu）窗口用于接收网关的下行数（shù）据，通 过这种方式实现上下行（háng）的通讯。这种方式节点（diǎn）会在（zài）需要时（shí）随时发送信息给网关，并不会与网关（guān）沟通确认发送信 息的时机。这种方式其（qí）优点是通讯（xùn）逻辑简单（dān），不会因为与网（wǎng）关确定数据上报时间而增加通（tōng）讯次数（shù）导（dǎo）致（zhì）电星的消（xiāo） 耗，但这种方式会（huì）遇（yù）到（dào）数据碰撞的问题。此类方（fāng）式适用于仅做数（shù）据（jù）上报、不需要精（jīng）准的执行指（zhǐ）令操作（zuò）、对电量 消耗比（bǐ）较（jiào）敏感，且能接受一定数量数据（jù）丢失的（de）传感器（qì），适用与电池供电设备。

具备特定时间接（jiē）收窗（chuāng）口的（de）双向通讯（B类）：

B类方式在A类方式的基础上增加了更多（duō）的接（jiē）收（shōu）窗口用于接收（shōu）数（shù）据，B类方式会通（tōng）过接（jiē）收（shōu）网关发来的信标来 完（wán）成时间同步（bù），基于时钟同步会（huì）按照设定在特（tè）定的时间（jiān）开（kāi）启更（gèng）多的接（jiē）收（shōu）窗口，网关基（jī）于开启的（de）窗口时间就可以 主动（dòng）给节点发送数据了。这种方式适用于除了被动的接收数据下（xià）发数据之外（wài）还需要在（zài）特定的时间下发数据被节 点。

最大接收窗口通讯（C类）：

C类方式除了在发（fā）送（sòng）数据（jù）时，其他时间接收窗口是一直处于开启中。这（zhè）种方式功耗最大的（de），不过服务器可 以随时下发（fā）数（shù）据，数据（jù）延退最小（xiǎo）。通常这种方式适（shì）用（yòng）于有源设备（bèi）或随时需要接收数据和指令（lìng）的执行器。

综（zōng）合上面的信息（xī）可以得（dé）知LoRaWAN是一种（zhǒng）覆盖范围广（无遮挡十几公里，有遮挡几公（gōng）里）、功耗低（dī）、传输速 率在十（shí）几kbps、免费可搭建私有网络的通讯（xùn）技术（shù），结合（hé）这些特点我们可（kě）以分（fèn）析（xī）出其大多是应用在那些数据星 小、设备所在区（qū）域较广、需要搭（dā）建私（sī）有网（wǎng）络的场景，比如农（nóng）业监控、环境数据采（cǎi）集、市政设备状态的上报等行 业。

关于影响功耗的因素有很多比如（rú）通（tōng）信类型（xíng）、扩频因子、数据大小、通信（xìn）间隔、电（diàn）池容量、传（chuán）感器本身耗电 等（děng），之（zhī）前看（kàn）了很多文章是说LoRa可以（yǐ）使（shǐ）用（yòng）XX年，但是丝毫不提以上影响待机时长的参数，对于这种没有参考 意义（yì）的数据真是看了不如（rú）不看。以下功耗参数是朋友实际项目的数（shù）值，虽然缺（quē）乏通讯模式、扩频因子、数据（jù）间 隔以及传感器本身耗电的因素，但还是具备一（yī）些参（cān）考意义的。

NB-IOT是一种低功耗（hào）、覆盖广的物联网通（tōng）信（xìn）技术，它是构建于现有的蜂（fēng）窝网络之上，占用200KHZ频（pín） 段。只要开辟出（chū）200KHZ频段即可直接部（bù）署在（zài）GSM网（wǎng）络、UMTS网络和（hé）LET网上。

联通和移（yí）动部（bù）署在900MHz、1800MHz频段（duàn），电信部箸在800MHzo传输（shū）速（sù）率大于160kbps,小于 250kbps,采（cǎi）用双半工模式（shì）。覆盖范围与（yǔ）LoRa基本无异郊（jiāo）区可达到十几公里（lǐ），市区可达几公里，其低功耗方面主（zhǔ）要在通讯协议上做了优（yōu）化，较少不必要的通（tōng）讯数据，同时采用休眠机制（zhì）节省电星消耗。 NB-IOT属于授权频（pín）段无法搭建私有网络，因（yīn）此我（wǒ）也没有太细致的去了解其功耗和实际通讯速率。

由于NB-IOT可部箸（zhù）在现有的蜂窝网络上，所以（yǐ）目（mù）前一二线城市基本全部覆盖。NB-IOT的比（bǐ）较适（shì）用（yòng）于数 据量小（xiǎo）、要求（qiú）低功耗（hào）、设备区域较广、设备移动（dòng）性强（qiáng）的场景，OFO就使（shǐ）用NB-IOT通讯，正好満足其数据量 小、低功耗、设备区域光数星多、且不断（duàn）移动位置的（de）需求。

ZETA是上（shàng）海纵行推（tuī）岀的非（fēi）授权频段的LPWAN （低功（gōng）耗广（guǎng）域网（wǎng））标准（zhǔn）。该（gāi）标准是使用UNB （超窄带）的 多信（xìn）道通信（xìn），在传统LPWAN的穿透性能基础上，进（jìn）一步通（tōng）过分布式接（jiē）入机制实现（xiàn）快速部署。网上相关ZETA 的资料（liào）比较少，我是去拜（bài）访过一次，了解（jiě）到（dào）其特点是2KHz超低（dī）频段（如果我（wǒ）没记错的话），除了低功耗（hào）之外 在通讯协议（yì）上有点类似LoRa和ZigBee的结合，可以实（shí）现多跳自（zì）组网，以（yǐ）及分配确认通（tōng）讯时（shí）间等机制，中继设 备可以通过电池（chí）供电实（shí）现超过1年的工（gōng）作（zuò）时间。

以上说（shuō）的广域网的物联网通讯技术，下面（miàn）我们就看看局域网的通讯技术。像（xiàng）是WIFI、蓝牙（yá）都是（shì）常见的局域网通（tōng）讯（xùn）技术也（yě）都有在物联网方（fāng）面的应用，由于（yú）这两中技术比较常见我（wǒ）们就（jiù） 不多说了，主（zhǔ）要看看Zigbee在物联网通讯方（fāng）案的应用和特点。

ZigBee是基于IEEE802.15.4协议的低功（gōng）耗短距离的无线通信技术，它主要运行在2.4GHz. 868MHz和 915MHZ3个（gè）频段上，分别（bié）通讯速率（lǜ）是（shì）250kb/s、20kb/s和40kb/s。其接入设备（bèi）量理论可以达到6万多个（gè）设 备（实际（jì）接入设备（bèi）了受通讯速率的限制（zhì），无法达到理论接入（rù）星）常规通讯范围约20米。作为物联网通（tōng）讯技术 其同样具备低（dī）功耗特点（diǎn），在低耗电待机模式下（xià），两节（jiē）普通5号干电池（chí）（5000~6000mah）可使用6个（gè）月以上 （仅（jǐn）做参考此参数未获（huò）取各种影响功耗的（de）详（xiáng）细条（tiáo）件（jiàn））。

ZigBee因为是使用（yòng）的免费授权（quán）频（pín）段，所以是可以搭建私有网络的。同时它还（hái）支持多跳通（tōng）讯，也就是一（yī）个 设（shè）备即可接收数据也可以转发数据，这样就可以通过多（duō）跳的方式利（lì）用中继设备将数据转（zhuǎn）发到可以上云的（de）网关（guān）。 在（zài）信号（hào）较弱的地方（fāng）可通过增加中（zhōng）继设备来提（tí）高（gāo）覆盖（gài）面积和（hé）信（xìn）号强度，而不需要增（zēng）加可以将（jiāng）数据上云的网关。

除上述特（tè）点为（wéi）ZigBee还（hái）具备（bèi）双向（xiàng）确认的特点，也就（jiù）受控（kòng）设备接收到（dào）指令后（hòu）会反馈（kuì）执行结（jié）果（guǒ）给控制设（shè）备（bèi） （类（lèi）似MQTT协议），同样（yàng）控（kòng）制设备发出指令后（hòu）也会监控是否收到反馈信号，如果没有收到则（zé）意味着数据发生 碰撞（zhuàng），控制设备会重新发送指令以达到（dào）指令的绝对执（zhí）行（háng）。针对控制（zhì）类设备这点是十（shí）分友好。

之（zhī）前听说在小米有一个说法是“有源设备（bèi）用（yòng）WIFI,无源设备用蓝牙”，不过（guò）现在小米和（hé）云（yún）丁也都使用起来了 ZigBee.我想也正（zhèng）是因（yīn）为ZigBee功（gōng）耗低、速率高（相比LoRa）,完全可以（yǐ）满足家（jiā）庭类监控设备和执行设备 的通（tōng）讯要求，同时还（hái）可以通过中继（jì）解（jiě）决多房间的信（xìn）号盲区以及搭建私有网络的特（tè）点小米和云丁才会用它（tā）的，尤 其是低功耗（hào）可搭建私（sī）有网（wǎng）络这个特（tè）点，不（bú）知道小米会不会在小爱同学上添加ZigBee模块（kuài），让其（qí）可以实现指令 的本地储存和执行，毕竟网络的异常还是比较常见（jiàn），如（rú）果（guǒ）这些指令可以本地处理和执行那么对于物联（lián）网设（shè）备的 稳定运（yùn）行也是十分重要（yào）的（de）。

LoRa、ZETA、SUB-1Ghz：适用（yòng）于大项目、大区域、设（shè）备数（shù）量多、数据星不大、设备（bèi）固定的场景。例 如，楼宇城市的设备（bèi）状态监控、环境监控、远程控制等，或者（zhě）农业环境、设（shè）备的（de）监控（kòng）和控制（zhì）等，以（yǐ）及需（xū）要需要 搭建（jiàn）私有网络的应用场景。LoRa在协议、规范、生态都比较（jiào）成熟，适（shì）合大部（bù）分企业使用。ZETA还在成长 期，在协议（yì）上有一些优势，使用的话整体（tǐ）生态不太丰富成熟方案不太多。SUB-1Ghz需（xū）要自己开发（fā）通讯协 议，工作星较大，扩（kuò）展其（qí）他品牌的设备（bèi）比较困难，因（yīn）此一般公司没有（yǒu）太（tài）多精力去造轮子。

NB-loT：适（shì）用移动性强、设（shè）备分散、设备数量大、数据（jù）量（liàng）小、设备独立无需多设备协同的运行场景（jǐng）。例 如（rú），移动物品或（huò）车（chē）辆（liàng）的监控和（hé）控制、精（jīng）度不高定位（wèi）、楼宇城市的设（shè）备状（zhuàng）态监控（kòng）、环境监控（kòng）、远程控制等（děng）场（chǎng）景。 NB-IOT三大运营商在一二线（xiàn）城（chéng）市都已经铺（pù）设，生态和方（fāng）案都比较成熟（shú）没有搭建基站的烦恼和费用，不过需要 和手机一样缴纳通讯流量（liàng）费。

4G：适用于大数据量、功耗（hào）不敏感（gǎn）、移（yí）动性强、使用地区偏（piān）远的场景。例如，车辆的通讯（xùn）定（dìng）位、铁（tiě）搭的 监控和（hé）控（kòng）制、无其他物联网通讯覆盖的区域、设备数星少不值（zhí）得搭（dā）建网（wǎng）关（guān）的（de）一些场地（dì）。

ZigBee、蓝牙、WiFi：适用于（yú）小区域、数据量稍大、设备固定、设备数量（liàng）少、需要多（duō）设备（bèi）联动（dòng）运行的场（chǎng） 景。例如，智（zhì）能（néng）家居、独立小商铺等（děng）小区域的场所。ZigBee是（shì）比较适合（hé）上述场景的，其（qí）功（gōng）耗、通讯速率合 适、协议完（wán）善稳定，可通过多跳覆盖一（yī）个（gè）中型场所。蓝牙方案成熟，不过功耗稍微有点（diǎn）高，保持长链接数（shù）量（liàng）太 少。WiFi功耗（hào）太大，在无源（yuán）设备基本无（wú）法（fǎ）使用，但通讯速率很高。

不同的场景和需（xū）求使（shǐ）用不同（tóng）的通讯技术，在（zài）选（xuǎn）型的时候可以先列岀硬性指（zhǐ）标，然（rán）后（hòu）再这个范围（wéi）内做有（yǒu）限的（de） 调（diào）研和选择。比如我（wǒ）们在选择时的两个（gè）硬（yìng）性的指标是覆盖范围大、可搭建私有（yǒu）网络。