無線技術正在迅速發(fā)展，并在人們的生活中發(fā)揮越來越大的作用。 而隨著無線應用的增長，各種技術和設備也會越來越多，也越來越依賴于無線通信技術。 本文盤點下物聯(lián)網(wǎng)中無線通信主要的技術。

一、無線通信技術的幾大主流分類

1.美國通信委員會(FCC)分類

2015年，美國通信委員會(FCC， Federal Communications Commission)技術咨詢委員會(TAC, Technological Advisory

Council)網(wǎng)絡安全工作組在一份白皮書中提到了將物聯(lián)網(wǎng)通信技術分成了以下四類：

Mobile/WAN，Wide Area Network-移動廣域網(wǎng)絡，覆蓋范圍大

WAN，Wide Area Network-廣域網(wǎng)，覆蓋范圍大，非移動技術

LAN，Local Area Network-局域網(wǎng)，覆蓋范圍相對較小，如住宅、建筑或園區(qū)

PAN，Personal Area Network-個域網(wǎng)，覆蓋范圍從幾厘米到幾米不等

主要的無線技術及分類如下表所示：

不知為何，F(xiàn)CC TAC將Sigfox歸入了LAN，而LoRaWAN歸入了WAN。Sigfox與LoRaWAN都同屬于LPWAN領域中的窄帶技術，都是可以廣域覆蓋。Weightless SIG在LPWAN領域中主推的將會是Weightless-P。NB-IoT也沒有列入其中。新的技術在不斷出現(xiàn)，也在不斷地重塑物聯(lián)網(wǎng)市場的格局。

2.KEYSIGHT分類

在KEYSIGHT的一份PPT中《Low Power Wide Area Networks,NB -IoT and the Internet of Things》，將IoT無線技術做了比較詳細的劃分，如下圖所示：

KEYSIGHT按照10cm、5km、100km通信范圍或距離，將無線通信技術分成了三大類。

3.近距離和遠距離

從上面的分類可以看出無線通信技術基本都還是以覆蓋范圍或通信的距離來分類的。小編稍加整理，將通信技術分成近距離和遠距離通信技術兩大類，如下圖所示：

窄帶廣域是這兩年發(fā)展最為迅速的領域，NB-IoT和LoRa在中國的網(wǎng)絡化建設正如火如荼地進行。但是傳輸效果并沒有一份完整的歷史參考性，也是多用于偏民用領域。例如：智能泊車系統(tǒng)。在我國近距離的無線通信技術相對成熟，產(chǎn)業(yè)鏈比較完善。無線產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，價格差距也比較大，所以在購買的時候還需要根據(jù)具體的用途去選購產(chǎn)品。 如果是個人實驗來用，挑選價格較低的產(chǎn)品就可以滿足。如果是要用于工業(yè)制造場合并且需要長期使用的，則應該選擇大品牌的無線產(chǎn)品。有句話說得好：一分價錢一分貨，穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品內(nèi)部核心硬件的質(zhì)量首先就是最大的穩(wěn)定性保障。

4.國際電機電子工程學會(IEEE)

國際電機電子工程學會定義了一些標準，如關于局域網(wǎng)和城域網(wǎng)的IEEE 802系列標準，也成為了一些物聯(lián)網(wǎng)技術的基礎。

這些主要的標準有：

IEEE 802.11 Wireless LAN (WLAN) & Mesh (Wi-Fi certification)

IEEE 802.15 Wireless PAN

IEEE 802.15.1 Bluetooth certification

IEEE 802.15.3 High-Rate wireless PAN (e.g., UWB, etc.)

IEEE 802.15.4 Low-Rate wireless PAN (e.g., ZigBee, WirelessHART, MiWi, etc.)

IEEE 802.15.6 Body area network

IEEE 802.11定義了用于在900MHz、2.4GHz、3.6GHz、5GHz和60GHz頻段實現(xiàn)無線局域網(wǎng)(WLAN)計算機通信的一組媒體訪問控制(MAC)和物理層(PHY)規(guī)范，也是現(xiàn)在無線局域網(wǎng)通用的標準。

IEEE 802.15規(guī)定了無線個人區(qū)域網(wǎng)絡(WPAN)標準，有10個主要的領域。

IEEE 802.11ah又稱為“Wi-Fi HaLow”，是定義在900MHz免授權頻段的WLAN網(wǎng)絡。相比2.4GHz和5GHz的Wi-Fi，功耗更低，距離更遠。11ah可用于包括大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡的各種應用。

IEEE 802.15.4c中國的WPAN，增加了新的RF頻譜規(guī)格：314-316MHz, 430-434MHz, 779-787MHz

IEEE 802.11p這個通信協(xié)議主要用在車用電子的無線通信上。是在IEEE 802.11基礎上的擴充延伸，主要面向智能運輸系統(tǒng)(Intelligent Transportation Systems，ITS)的相關應用。

IEEE 802.15.4是低速率無線個域網(wǎng)(LR-WPAN)的技術標準。它是ZigBee/ISA100.11a/WirelessHART/MiWi和Thread等技術的基礎,這些技術都通過開發(fā)在IEEE 802.15.4中未定義的上層進一步擴展了標準。另外,它可以與6LoWPAN一起使用來定義上層。

如今，“萬物互聯(lián)”不只是一種愿景，在很多實際的應用場景里面，已經(jīng)實現(xiàn)了局部的物聯(lián)網(wǎng)，如工業(yè)自動化、智慧農(nóng)業(yè)、智能公交、高端酒店等場所。物聯(lián)網(wǎng)是未來十年最具有市場前景的領域，相關的無線通訊技術也逐步出現(xiàn)。

在實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的通訊技術里面，藍牙、zigbee、Wi-Fi、GPRS、NFC等是應用最為廣泛的無線技術。除了這些，還有很多無線技術，它們在各自適合的場景里默默耕耘，扮演著不可或缺的角色。本文將通過常見的十大無線通訊技術優(yōu)劣及應用場景，帶大家認識真正的物聯(lián)網(wǎng)通訊技術。

十大物聯(lián)網(wǎng)通訊技術優(yōu)劣及應用場景

1、藍牙技術特點

藍牙是一種無線技術標準，可實現(xiàn)固定設備、移動設備和樓宇個人域網(wǎng)之間的短距離數(shù)據(jù)交換，藍牙模塊可連接多個設備，克服了數(shù)據(jù)同步的難題。藍牙技術最初由電信巨頭愛立信公司于1994年創(chuàng)制。如今藍牙由藍牙技術聯(lián)盟管理，藍牙技術聯(lián)盟在全球擁有超過25,000家成員公司，它們分布在電信、計算機、網(wǎng)絡、和消費電子等多重領域。

藍牙技術的特點包括采用跳頻技術，抗信號衰落;快跳頻和短分組技術能減少同頻干擾，保證傳輸?shù)目煽啃?前向糾錯編碼技術可減少遠距離傳輸時的隨機噪聲影響;用FM調(diào)制方式降低設備的復雜性等。其中藍牙核心規(guī)格是提供兩個或以上的微微網(wǎng)連接以形成分布式網(wǎng)絡，讓特定的設備在這些微微網(wǎng)中自動同時地分別扮演主和從的角色。藍牙主設備最多可與一個微網(wǎng)中的七個設備通訊，設備之間可通過協(xié)議轉(zhuǎn)換角色，從設備也可轉(zhuǎn)換為主設備。

2、ZigBee技術特點

與藍牙技術不同，ZigBee技術是一種短距離、低功耗、便宜的無線通信技術，zigbee是一種低速短距離傳輸?shù)臒o線網(wǎng)絡協(xié)議。這一名稱來源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動翅膀(bee)的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構成了群體中的通信網(wǎng)絡。

ZigBee模塊的特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率，ZigBee協(xié)議從下到上分別為物理層、媒體訪問控制層、傳輸層、網(wǎng)絡層、應用層等，其中物理層和媒體訪問控制層遵循IEEE 802.15.4標準的規(guī)定。ZigBee技術適合用于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備。

3、WiFi技術特點

Wi-Fi在我們的生活中非常常見，一線城市的幾乎所有公共場所均設有無線網(wǎng)絡，這是由于WiFi的低成本和傳輸特性決定的。WiFi通信技術是一種允許電子設備連接到一個無線局域網(wǎng)的技術，通常使用2.4G UHF或5G SHF ISM 射頻頻段，連接到無線局域網(wǎng)通常是有密碼保護的;但也可是開放的，這樣就允許任何在WLAN范圍內(nèi)的設備可以連接上。

由于無線網(wǎng)絡的頻段在世界范圍內(nèi)是無需任何電信運營執(zhí)照的，因此WLAN無線設備提供了一個世界范圍內(nèi)可以使用的，費用極其低廉且數(shù)據(jù)帶寬極高的無線空中接口。用戶可以在Wi-Fi覆蓋區(qū)域內(nèi)快速瀏覽網(wǎng)頁，隨時隨地接聽撥打電話，有了Wi-Fi功能我們打長途電話、瀏覽網(wǎng)頁、收發(fā)電子郵件、音樂下載、數(shù)碼照片傳遞等，再無需擔心速度慢和花費高的問題。

無線網(wǎng)絡在掌上設備上應用越來越廣泛，而智能手機就是其中一份子。與早前應用于手機上的藍牙技術不同，WiFi模塊具有更大的覆蓋范圍和更高的傳輸速率，因此Wi-Fi手機成為了2010年移動通信業(yè)界的時尚潮流。

4、LiFi技術特點

LiFi也叫可見光無線通信，LiFi技術是一種利用可見光波譜進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)娜聼o線傳輸技術，由英國愛丁堡大學電子通信學院移動通信系主席、德國物理學家哈拉爾德?哈斯教授發(fā)明。LiFi是運用已鋪設好的設備，通過在燈泡上植入一個微小的芯片形成類似于WiFi熱點的設備，使終端隨時能接入網(wǎng)絡。

該技術最大的特點是通過改變房間照明光線的閃爍頻率進行數(shù)據(jù)傳輸，只要在室內(nèi)開啟電燈，無需WiFi也便可接入互聯(lián)網(wǎng)，未來在智能家居中有著廣泛的應用前景。

5、GPRS技術特點

GPRS我們可以說非常熟悉了，它是GSM移動電話用戶可用的一種移動數(shù)據(jù)業(yè)務，屬于第二代移動通信中的數(shù)據(jù)傳輸技術。GPRS可說是GSM的延續(xù)，GPRS模塊和以往連續(xù)在頻道傳輸?shù)姆绞讲煌且苑獍絹韨鬏?，因此使用者所負擔的費用是以其傳輸資料單位計算，并非使用其整個頻道，理論上較為便宜。

GPRS技術是介于2G和3G之間的技術，也被稱為2.5G，它為實現(xiàn)從GSM向3G的平滑過渡奠定了基礎。隨著移動通信技術發(fā)展，3G、4G、5G技術均被研發(fā)出來，GPRS也逐漸被這些技術所取代。