被認為是未來全球電子業(yè)發(fā)展引擎的物聯(lián)網(IoT)，其發(fā)展正在面臨瓶頸。

目前，IoT的應用范圍極廣，而一個更準確的描述就是：大量的碎片化的應用場景。

而這正是造成目前IoT發(fā)展瓶頸的主要原因。

與此特性相吻合，扮演著傳遞感知物理世界(傳感器)信息的無線連接技術，在不斷演進的同時，新老技術都在試圖吞噬市場份額，并主導未來的IoT應用。

從近距離的藍牙，到中遠距離的ZigBee、WiFi、更廣泛的蜂窩通信5G，以及不同的組網架構，如NB-IoT、Mesh、LoRa等，都有不同的廠商提供技術與芯片支持。

那么，哪種或幾種無線技術會在未來IoT應用中扮演主角?

本文將分析目前幾個主流無線連接技術的現(xiàn)狀、未來可能的發(fā)展路徑，并最后給出作者的判斷和建議。

1.802.11ac:WiFi向IoT的妥協(xié)?

WiFi是現(xiàn)在最多家庭和消費者常用的無線通信技術，在消費者用戶中最為普及，也最為熟悉。然而，其功耗、頻段通信干擾和安全性的問題，使得WiFi在物聯(lián)網上的應用，并沒有拷貝在消費類產品上的受歡迎程度。

現(xiàn)在，新推出的802.11ac作了相應的優(yōu)化，力圖適合嵌入式的物聯(lián)網應用。

圖：ABIResearch對各種WiFi規(guī)格的出貨數(shù)量預測(March2017)

首先，802.11ac做了哪些優(yōu)化?

技術上來講，802.11ac處于5GHz頻段，可以有更多的頻段同時更少的干擾，擁有80MHz帶寬256QAM，連接速度更快。通過動態(tài)頻道管理，可以有效地提升網絡的通暢率和容量，采用標準化的波束賦形(beam-forming)，實現(xiàn)更好的性能和更廣的覆蓋。

相關：NB-IOT基站到底是什么?

自從工信部下發(fā)政策文件，要建設150萬個NB-IOT基站，并大力鋪設NB-IOT網絡的消息傳開后，物聯(lián)網業(yè)界頓時突然久旱遇甘露般無不歡呼鼓舞，到底什么NB-IOT基站，網絡如何組成，數(shù)據(jù)如何傳輸，這些問題小編來一一解答：

NB-IOT網絡組成

NB-IOT網絡包括NB-IOT終端，NB-IOT基站，NB-IOT分組核心網，IOT連接管理平臺，和行業(yè)應用服務器。需要升級現(xiàn)網基站支持NB-IOT業(yè)務，部署NB-IOT業(yè)務專用的EPC(CloudEdge)，需要新部署IOT連接管理平臺。IOT連接管理平臺的功能：提供對各種傳感器、SIM卡的數(shù)據(jù)采集、管理功能，同時可以把數(shù)據(jù)開放給第三方應用系統(tǒng)，讓各種應用能快速構建自己的物聯(lián)網業(yè)務。(來源：頭條號/物聯(lián)網那些事)

NB-IOT網絡

什么是NB-IOT基站

NB-IOT基站是移動通信中組成蜂窩小區(qū)的基本單元，主要完成移動通信網和UE之間的通信和管理功能。即通過運營商網絡連接的NB-IOT用戶終端設備必須在基站信號的覆蓋范圍內才能進行通信?；静皇枪铝⒋嬖诘模瑢儆诰W絡架構中的一部分，是連接移動通信網和UE的橋梁。基站一般由機房、信號處理設備、室外的射頻模塊、收發(fā)信號的天線、GPS、各種傳輸線纜等組成。

NB-IOT基站

如何連接NB-IOT基站

通過以下協(xié)議來鏈接

COAP協(xié)議：MCU(NB設備)—NB模塊(UE)--eNode—核心網—IOT平臺—APP服務器—手機終端app

UDP協(xié)議：MCU(NB設備)—NB模塊(UE)--eNode—核心網—UDP服務器—手機終端

數(shù)據(jù)如何傳輸

數(shù)據(jù)上報是物聯(lián)網業(yè)務中最基礎的一項，這里先把幾個術語解釋下。

南向設備：開發(fā)者自行開發(fā)的終端硬件設備(包含多個傳感器和MCU)。

北向應用：開發(fā)者自行開發(fā)的服務端應用(基于華為OceanConnect物聯(lián)網平臺提供的RESTful接口)。

NB-IoT：這不用解釋了吧，窄帶物聯(lián)網，華為等公司主推的物聯(lián)網通訊用蜂巢網絡。

NB-IoT芯片/模組：類似于3G/4G通信模組，將設備端數(shù)據(jù)打包發(fā)送到指定平臺的硬件模塊。

SoftRadio：用于模擬NB-IOT模組、基站、核心網的PC端軟件，可用于在缺乏NB模組和NB實網環(huán)境時的設備對接調試。

OceanConnect：物聯(lián)網全聯(lián)接平臺，南向設備和北向應用通過該平臺交換數(shù)據(jù)和信令。

設備Profile文件：描述設備“是什么”、“能干什么”的json格式文件，上傳到OceanConnect平臺(上傳時是zip包格式)，設備綁定平臺和提供服務的關鍵配置文件。

編解碼插件：用來對NB設備上報的數(shù)據(jù)進行解碼，同時對下發(fā)給NB設備的信令進行編碼的插件，對接前需上傳到OceanConnect平臺。

終端設備將需要上報的數(shù)據(jù)通過NB-IoT網絡發(fā)送到華為物聯(lián)網平臺，而后北向應用通過RESTful接口獲取這些數(shù)據(jù)(或平臺主動推送已訂閱的數(shù)據(jù))。

數(shù)據(jù)上報流程

流程：

1、南向設備采集數(shù)據(jù)、并將數(shù)據(jù)按自定義規(guī)則進行編碼，例如：將溫濕度實時數(shù)據(jù)編碼成000102;

2、設備通過串口，以AT命令的形式，發(fā)送已編碼數(shù)據(jù)到NB-IoT模組或SoftRadio模擬器。

3、NB-IoT芯片/模組或SoftRadio模擬器，接收到AT命令后，將payload后，自動封裝為CoAP協(xié)議的消息，并發(fā)送給事先配置的物聯(lián)網平臺;

4、物聯(lián)網平臺收到數(shù)據(jù)后，自動解析CoAP協(xié)議包，根據(jù)設備profile文件，找到匹配的編解碼插件，對payload進行解析，解析為與設備profile中描述的service匹配的json數(shù)據(jù)，并存于平臺之上;

5、應用服務器通過北向數(shù)據(jù)查詢接口(RESTful)獲取平臺上的數(shù)據(jù);同時也可以提前調用訂閱接口，對數(shù)據(jù)變化進行訂閱，則之后所有的數(shù)據(jù)變化，平臺都會通過POST消息，發(fā)送到制定的服務器。

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工業(yè)IoT應用的無線要求

目前，大家都在談工業(yè)物聯(lián)網(IndustrialInternetofThings―IIoT)以及對于工業(yè)傳感器之無線連接能力的關聯(lián)需求。對工業(yè)界來說，給機器、泵、流水線和軌道車輛等物件裝備傳感器的概念并不新鮮。為特定用途而設計的傳感器和網絡已在工業(yè)環(huán)境中激增，從煉油廠到生產線均在其列。

歷史上，這些網絡在網絡可靠性和安全性方面遇到了一個很高的門檻，完全無法利用消費類技術來應對。特別地，這些傳感器實現(xiàn)聯(lián)網的方法決定了在工業(yè)應用特有的嚴苛環(huán)境中是否能夠以安全、牢固和具成本效益的方法來部署傳感器。

首先要考慮的是可靠性和安全性。與消費類應用不同，成本往往是消費類應用中最重要的系統(tǒng)屬性，而工業(yè)應用一般是把可靠性和安全性列為榜首。在OnWorld對工業(yè)無線傳感器網絡(WSN)用戶所做的全球性調查中，可靠性和安全性被受訪者舉出為兩個最重要的問題。如果您考慮到一家公司生產商品的盈利能力、質量和效率，以及工人的安全要常常依賴于這些網絡時，這就沒什么好驚訝的了?？煽啃院桶踩詫τ诠I(yè)無線傳感器網絡之所以不可或缺，原因即在于此。

工業(yè)IoT并不是由無線技術專家安裝的。大多數(shù)情況下，已確立的行業(yè)將逐步地在其傳統(tǒng)產品以外增添工業(yè)IoT產品和服務，而其客戶則將在新和老式設備混合使用的環(huán)境中進行部署。工業(yè)WSN中所體現(xiàn)的智能必須給工業(yè)IoT產品提供一種易用性，從而使得過渡過程對于現(xiàn)有的現(xiàn)場工作人員而言是無縫的。而且，系統(tǒng)應可供全球部署之用，因為最終用戶對于工業(yè)IoT的廣泛采用常常是遍及全公司，并且要求多地點標準化。

傳感器可安放在任何地方。對于工業(yè)IoT應用而言，傳感器或控制點的精準布設是至關緊要的。無線技術有望實現(xiàn)無線通信，但是如果您需要通過插上電源來給無線節(jié)點供電，或者每隔幾小時或甚至幾個月對其進行再充電，那么部署的成本和不切實際的方法就變得讓人望而生畏了。

網絡運作的可見性是關鍵所在。工業(yè)網絡被要求連續(xù)運行多年，然而不管網絡有多么堅固，仍然是會出現(xiàn)問題的。在安裝時工作良好的網絡的質量在其工作壽命期間有可能受到諸多環(huán)境因素的影響。IIoT網絡應擁有自我診斷、自愈以及可在發(fā)生問題時提醒用戶和操作人員的能力。

在業(yè)務關鍵型工業(yè)應用中，無線傳感器網絡必須達到一個針對智能、安全以及多年可靠無線操作的高門檻。這些嚴格的要求可利用現(xiàn)有和新涌現(xiàn)的網格網絡標準來滿足，它們將是旨在幫助工業(yè)客戶在工業(yè)IoT時代中實現(xiàn)其商業(yè)和服務變革的重要構件。

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