物联网中（zhōng）常见的通信技（jì）术有哪些？物联网是继计（jì）算机、互联（lián）网与移动（dòng）通（tōng）信网之后信息技术产业的（de）第三次发展（zhǎn）浪（làng）潮。通信技术能够使物（wù）联（lián）网将 感知（zhī）到的信息在不同的终端之间进行高效传（chuán）输和交换，实现信息资源的互通和共（gòng）享，是物联网各种应用功（gōng）能（néng）的 关键支撑（chēng）。通（tōng）信技术有（yǒu）很多，下面选几个在物联网应（yīng）用比较适合的和大家详细分析其特（tè）点和（hé）适用场景。

LoRa是一种远距离的（de）调制技术，由法国的Cycle。公司研发，后来（lái）被（bèi）美国（guó）的Semtechf升特（tè）)收购。其（qí）特点 是具备较（jiào）长的传输（shū）距离，它是基（jī）于线性（xìng）扩频(CSS)的一个变种（zhǒng），具备向前就纠错的（de）(FEC)的能力，同时（shí）具 备较（jiào）高的接收灵敏度和抗噪声能力。在（zài）国内LoRa是运（yùn）行在免费的（de）频段470〜510MHz之间。

LoRaWAN是基于LoRa的一种通（tōng）讯协（xié）议（yì），相比LoRa它除了包含物理层的定义还包含了数据链（liàn）路层的定（dìng） 义，LoRa可以通过扩频（pín）因子(SF)调节通讯（xùn）速率（lǜ）和距离（lí），扩频因子越大传（chuán）输速（sù）率就越小，但传输距（jù）离就会越 远。这（zhè）就好比同样油量的摩托车可以跑得快、跑得远（yuǎn），但是栽重很小（xiǎo），而货车就可以带（dài）很多（duō）东西，但是跑得就 会比较慢且距（jù）离很短。因此在设置扩频（pín）因子时就需（xū）要个（gè）根据（jù）数据（jù）量和传输距离做取舍。

LoRaWAN的单通道（dào）实际速率大约0.3-11kbps,目前（qián）国内常用的终端芯片（piàn）有SX1276和（hé）SX1278两种（zhǒng）， 网关芯片（piàn）有SX1255、SX1301、SX1308等型号（hào）。其拓扑（pū）结（jié）构是星型拓扑，即每（měi）个网（wǎng）关通过（guò）网络将数据传输（shū） 到（dào）中央服（fú）务器，节（jiē）点（diǎn）会（huì）将数据同时（shí）发送（sòng）至多个网关，由中（zhōng）央服务器进行冗余检测和其他（tā）的处理。其网关容量主（zhǔ） 要取（qǔ）决于（yú）数（shù）据的并发大小。

LoRaWAN具（jù）有A类、B类、C类的通讯模式。

终端双向（xiàng）通讯（A类（lèi））：

节点随时可以发送（sòng）信息给网关，发送后会（huì）打开两个持续时间很短的接收窗口用于接收网关的下行数据（jù），通 过这种方式（shì）实现上下行的通讯。这种方式节点会在需要时随时发送信息给网关，并（bìng）不会与网（wǎng）关沟通（tōng）确（què）认发送信 息的时机。这种方式其优点是通讯（xùn）逻辑简单，不会因为与网关确（què）定数据（jù）上报时间而增加通讯次数导致电星的消 耗，但这种方式（shì）会遇到数据碰撞的问（wèn）题。此类方式（shì）适用于（yú）仅做数据上报、不需要精准的执行指令（lìng）操（cāo）作、对电量（liàng） 消（xiāo）耗比较敏感，且能接受一（yī）定数量数（shù）据丢失的传感器，适（shì）用与电池供电设备。

具备特（tè）定时间接收（shōu）窗口的双向（xiàng）通讯（B类）：

B类（lèi）方式在A类方式的基础上增加了更多的接收窗口用于接收数（shù）据，B类（lèi）方（fāng）式会通过接收网关发来（lái）的信标来（lái） 完成时间同步，基于时钟同步会按照设定在特定的时间开启更多的（de）接收窗口，网（wǎng）关基于（yú）开（kāi）启的窗口时间就可以（yǐ） 主动（dòng）给节点发送数据了。这种方式适（shì）用于除了被（bèi）动的接收数据下（xià）发数据之外还需要在特定的时（shí）间（jiān）下发数据被节 点。

最大接（jiē）收窗（chuāng）口通讯（C类）：

C类方式（shì）除了在发送数据（jù）时，其他时间接收窗口（kǒu）是一直（zhí）处于开启中。这种方式功（gōng）耗最大（dà）的，不过（guò）服务器可 以随时下发数（shù）据（jù），数（shù）据延（yán）退最小。通常这种方式适（shì）用（yòng）于有源设备或随时（shí）需要（yào）接收数（shù）据和指（zhǐ）令的执（zhí）行器。

综（zōng）合上面的信息（xī）可以得知LoRaWAN是一（yī）种覆盖范（fàn）围广（无遮挡十几公里，有遮挡几公（gōng）里）、功耗低、传输速 率（lǜ）在十几（jǐ）kbps、免费可搭建私有网络的通讯技术，结合这些特点我（wǒ）们可以分析（xī）出（chū）其大（dà）多（duō）是应用在那些数据星 小、设（shè）备所在（zài）区域（yù）较（jiào）广（guǎng）、需要搭建私（sī）有网络（luò）的场景（jǐng），比（bǐ）如农（nóng）业监（jiān）控、环境数据采集（jí）、市政设备状态（tài）的上（shàng）报等行 业。

关于影响功耗的因素（sù）有很多比如通信类（lèi）型、扩频因子、数据大小、通（tōng）信间隔、电池容量、传感器本身耗电 等，之前看了很多文章是说LoRa可以使用XX年，但是（shì）丝毫不提以（yǐ）上影响（xiǎng）待机时长的参数，对于（yú）这种没有（yǒu）参（cān）考（kǎo） 意义的（de）数据真是（shì）看了不如不看。以下功耗参（cān）数是（shì）朋友实际项目的数值，虽（suī）然（rán）缺乏（fá）通（tōng）讯模式、扩频因子、数据间 隔（gé）以及传感器本身耗（hào）电的因素，但还是具备一些参考意义的。

NB-IOT是一种低功耗、覆（fù）盖（gài）广的物（wù）联网通信技术，它（tā）是构（gòu）建于现有的蜂窝网络之（zhī）上（shàng），占（zhàn）用200KHZ频 段。只要开辟出200KHZ频段即可（kě）直接部署在GSM网络、UMTS网络和LET网上。

联通和移动部署在900MHz、1800MHz频段，电信部箸在800MHzo传输速率大于160kbps,小于（yú） 250kbps,采用双半工模式。覆盖范围与LoRa基本无（wú）异（yì）郊区可达到十（shí）几（jǐ）公里（lǐ），市区可达几公里，其低功（gōng）耗方（fāng）面主要在通讯协议上做了（le）优化，较少（shǎo）不必要的通讯数据，同时采用休眠机制节省电星消耗。 NB-IOT属（shǔ）于（yú）授权（quán）频段（duàn）无法搭建私有网络，因此我也没有太细致的去了（le）解其功耗和实际通讯速率。

由于NB-IOT可部箸在现有（yǒu）的蜂窝网络上，所以目前一二线（xiàn）城市基本（běn）全部覆盖。NB-IOT的（de）比（bǐ）较适（shì）用于数 据量小（xiǎo）、要求（qiú）低功耗、设（shè）备区域较（jiào）广（guǎng）、设备移动性强的场景，OFO就使用NB-IOT通讯，正好満足其数据（jù）量 小（xiǎo）、低功耗、设备区域光数星多、且不断移动位（wèi）置（zhì）的需求。

ZETA是上海（hǎi）纵（zòng）行推（tuī）岀的非（fēi）授权频段（duàn）的（de）LPWAN （低功耗广域网）标准。该标准是使用（yòng）UNB （超窄带）的（de） 多信道通信，在传统（tǒng）LPWAN的穿透（tòu）性能基（jī）础上，进一步通（tōng）过分布（bù）式接入机制实现（xiàn）快速部署。网上（shàng）相关ZETA 的资（zī）料比较少，我是（shì）去拜访过一次，了解（jiě）到其特点是2KHz超（chāo）低频段（如果（guǒ）我没记（jì）错的话），除了低功耗之外（wài） 在（zài）通讯（xùn）协议上有点类似LoRa和ZigBee的结（jié）合，可以实现多跳自组网，以（yǐ）及分配（pèi）确认通讯时间等（děng）机（jī）制（zhì），中继设 备可以（yǐ）通（tōng）过电（diàn）池供电实现超过1年的（de）工（gōng）作时间。

以上说的广域（yù）网（wǎng）的（de）物联网（wǎng）通（tōng）讯技术，下面我们就看看局域网的通讯技术。像是WIFI、蓝牙都是（shì）常见（jiàn）的（de）局域网通讯技术（shù）也都有在物联网方面的应用，由于这两中技（jì）术（shù）比较常见（jiàn）我们就 不（bú）多说了，主（zhǔ）要看看Zigbee在物联网通讯方案的应用和特点。

ZigBee是（shì）基（jī）于IEEE802.15.4协议（yì）的低功耗（hào）短距离（lí）的无线（xiàn）通（tōng）信技术，它（tā）主要运（yùn）行在（zài）2.4GHz. 868MHz和 915MHZ3个频段上，分别通讯速率（lǜ）是250kb/s、20kb/s和40kb/s。其（qí）接入设备量（liàng）理论（lùn）可（kě）以达（dá）到6万多（duō）个设 备（实际接（jiē）入设备了受通讯速率的限制，无法（fǎ）达到理论接入星）常规通讯范（fàn）围约（yuē）20米（mǐ）。作（zuò）为物联网（wǎng）通讯技术 其同样具备低功耗（hào）特点，在低耗电待机模式下（xià），两节普（pǔ）通5号干电池（5000~6000mah）可使（shǐ）用6个月以上 （仅做参考（kǎo）此参数未（wèi）获取各种影（yǐng）响功耗的详（xiáng）细条件）。

ZigBee因为（wéi）是使用的免费授（shòu）权频段，所以（yǐ）是（shì）可（kě）以搭建私（sī）有网络的。同时它还支持多跳通讯，也就（jiù）是一个 设备（bèi）即可接收数据（jù）也可以转发数据，这样就可以通（tōng）过多跳的方式利用（yòng）中继设备将数据（jù）转发到可以上云的网关。 在（zài）信号较弱（ruò）的地方可（kě）通过增加中继（jì）设备来提高覆盖面积和信号（hào）强度，而不需要增加可以将数据（jù）上云的网关。

除上述（shù）特点为（wéi）ZigBee还具备双向确认的（de）特点，也就（jiù）受控设备接收到指令后（hòu）会反（fǎn）馈执行结果（guǒ）给（gěi）控制设备 （类似MQTT协（xié）议），同样控制设备发出指令后也会监控是（shì）否收到反馈信（xìn）号，如果没有收到则意味着数据发生 碰撞，控制（zhì）设备会重新（xīn）发送指令以达到指（zhǐ）令的绝对执行。针对控制类设备这点（diǎn）是十（shí）分友好。

之前听说（shuō）在（zài）小米有一个（gè）说法是“有（yǒu）源设备用WIFI,无（wú）源设（shè）备用蓝牙”，不过（guò）现在小米（mǐ）和云丁也都使用（yòng）起（qǐ）来了（le） ZigBee.我想也正是因为ZigBee功耗低、速率高（相比LoRa）,完全可以（yǐ）满足（zú）家庭类（lèi）监控设备和执行设备 的通（tōng）讯（xùn）要求，同时还可以通过中继解（jiě）决（jué）多房（fáng）间（jiān）的信号盲区以及搭建私有（yǒu）网络的特点小（xiǎo）米和云丁才会（huì）用它的，尤 其（qí）是低（dī）功耗可搭建私有网络这个特点，不知道小米会不会在（zài）小爱同学上添（tiān）加ZigBee模块，让其可以实现指令 的（de）本地储存和（hé）执行（háng），毕竟网（wǎng）络的异常还是比较常见，如果这（zhè）些指令（lìng）可以本地处理和（hé）执行那么（me）对于（yú）物联网（wǎng）设备的 稳定运行也是十分重要的。

LoRa、ZETA、SUB-1Ghz：适用于大项目、大区域、设备数量多、数据星不大（dà）、设备固定的场景（jǐng）。例（lì） 如，楼宇城市（shì）的设备（bèi）状态监控、环境监控、远（yuǎn）程控（kòng）制等，或者农业环境（jìng）、设备的监控和控制等，以及需要需（xū）要 搭建私有（yǒu）网络的应用场（chǎng）景。LoRa在协议、规（guī）范、生态都（dōu）比较成熟，适合大部分（fèn）企业使用。ZETA还（hái）在成长（zhǎng） 期（qī），在协议上有一些优势，使用的话（huà）整体生态不太丰富成熟方案不太多（duō）。SUB-1Ghz需要自己（jǐ）开发通讯协（xié） 议，工作星较大，扩（kuò）展其他品牌的（de）设备比较困（kùn）难，因此（cǐ）一般公司没有太多精力去（qù）造（zào）轮子（zǐ）。

NB-loT：适用移动性强、设（shè）备分散、设备数量（liàng）大、数据量（liàng）小、设备独（dú）立无需多设备（bèi）协同的运行场景（jǐng）。例 如，移动物品或（huò）车辆的监控和控制、精度不（bú）高定位、楼宇城市的设备状态监控、环境监控、远程控制等场景。 NB-IOT三大运营商（shāng）在一二（èr）线城市都已经铺设，生态和方案都比（bǐ）较（jiào）成熟（shú）没（méi）有（yǒu）搭建基站的烦恼和（hé）费用，不过需要（yào） 和（hé）手（shǒu）机一样缴纳通讯流量费。

4G：适用于大数据量（liàng）、功耗不（bú）敏感、移动性（xìng）强、使用地区偏远的场（chǎng）景。例如，车辆的通讯定位、铁（tiě）搭（dā）的 监控（kòng）和（hé）控制、无其他物联网通（tōng）讯覆盖的区域、设备数星少不（bú）值得搭建网（wǎng）关的一些场地。

ZigBee、蓝牙、WiFi：适（shì）用于小区域、数据量稍大、设备（bèi）固（gù）定（dìng）、设（shè）备（bèi）数（shù）量（liàng）少、需要多设备联动（dòng）运行的场 景。例如，智能家居（jū）、独立小商铺等（děng）小区域的场所。ZigBee是比较（jiào）适合上（shàng）述场景的，其功耗、通讯速率合 适、协议完善稳（wěn）定，可通过（guò）多跳（tiào）覆（fù）盖一个中型场所。蓝（lán）牙（yá）方（fāng）案成熟，不过功耗稍微有点高，保（bǎo）持长链接（jiē）数（shù）量太 少。WiFi功耗太大，在无源设备基本无法使用，但（dàn）通讯速率很高。

不同的场景和需求使（shǐ）用不（bú）同的通（tōng）讯技（jì）术（shù），在选型的时候可（kě）以先列（liè）岀硬性指（zhǐ）标（biāo），然后再这个范围内做有限的 调研和选择。比如我们在选择时的两个（gè）硬（yìng）性的（de）指标（biāo）是覆盖（gài）范围大、可搭（dā）建私有网络。