物联网技术特点几个在物联网应用中的特点和适用范围有哪些？

物联网是继计算机、互联网与联通通讯网后来信息技术产业的第三次发展浪潮。通讯技术才能使物联网将感知到的信息在不同的终端之间进行高效传输和交换，实现信息资源的互通和共享，是物联网各式应用功能的关键支撑。

通讯技术有太多，下边选几个在物联网应用比较适宜的和你们详尽剖析其特性和适用场景。

LoRa

LoRa是一种远距离的调制技术，由加拿大的Cycle。公司研制，之后被中国的Semtechf升特)竞购。其特征是具有较长的传输距离物联网技术特点，它是基于线性载波(CSS)的一个变种，具有往前就纠错的(FEC)的能力，同时具备较高的接收灵敏度和抗噪音能力。在国外LoRa是运行在免费的频段470〜510MHz之间。

LoRaWAN是基于LoRa的一种通信合同，相比LoRa它不仅包含数学层的定义还包含了数据链路层的定义，LoRa可以通过载波因子(SF)调节通信速度和距离，载波因子越大传输速度就越小，但传输距离都会越远。这就好比同样油量的自行车车可以跑得快、跑得远，而且栽重很小，而车辆就可以带这些东西，并且跑得就会比较慢且距离很短。因而在设置载波因子时就须要个按照数据量和传输距离做抉择。

LoRaWAN的单通道实际频率大概0.3-11kbps,现在国外常用的终端芯片有SX1276和SX1278两种，网段芯片有SX1255、SX1301、SX1308等机型。其拓扑结构是星型拓扑，即每位网段通过网路将数据传输到中央服务器，节点会将数据同时发送至多个网段，由中央服务器进行冗余测试和其他的处理。其网段容量主要取决于数据的并发大小。

LoRaWAN具备A类、B类、C类的通信机制。

终端单向通信（A类）：

节点随时可以发送信息给网段，发送后会打开两个持续时间很短的接收窗口适于接收网段的下行数据，通过这些方法实现上下行的通信。这些方法节点会在须要时随时发送信息给网段，并不会与网段勾通确认发送信息的时机。这些方法其特点是通信逻辑简略，不会由于与网段确定数据上闹铃间而提高通信次数造成电星的消耗，但这些方法会碰到数据碰撞的问题。这种方法适用于仅做数据上报、不须要精准的执行指令操作、对电量消耗比较敏感，且能接受一定人数数据遗失的传感，适用与电瓶电业设备。

具有特定时间接收窗口的单向通信（B类）：

B类方法在A类方法的基础上提高了更多的接收窗口适于接收数据，B类方法会通过接收网段发来的信标来完成时间同步，基于时钟同步会根据设定在特定的时间开启更多的接收窗口，网段基于开启的窗口时间就可以主动给节点发送数据了。这些方法适用于不仅被动的接收数据下发数据此外还须要在特定的时间下发数据被节点。

最大接收窗口通信（C类）：

C类方法不仅在发送数据时，其他时间接收窗口是经常处于开启中。这些模式性能最大的，不过服务器可以随时下发数据，数据延退最小。一般这些方法适用于有源设备或随时还要接收数据和指令的执行器。

综合前面的信息可以获知LoRaWAN是一种覆盖范围广（无遮挡十几英里，有遮挡几英里）、功耗低、传输速率在十几kbps、免费可搭建私有网路的通信技术，结合这种特征我们可以剖析出其大多是应用在某些数据星小、设备所在区域较广、需要搭建私有网路的场景，例如渔业监控、环境数据采集、市政设备状态的上报等行业。

关于性能

关于影响性能的诱因有太多例如通讯类别、扩频因子、数据大小、通信间隔、电池容量、传感器原本耗电等，之前看了太多文章是说LoRa可以使用XX年，而且非但不提以上影响待机时长的参数，对于这些没有参考意义的数据真是看了不如不看。以下性能参数是同学实际项目的数值，但是缺少通信方式、扩频因子、数据间隔以及传感原本耗电的诱因，但还是具有一些参考意义的。

NB-IOT

NB-IOT是一种低性能、覆盖广的物联网通讯技术，它是建立于现有的蜂窝网路之上，占用200KHZ频段。只要开辟出200KHZ频段即可直接布署在GSM网路、UMTS网路和LET网上。

移动和联通布署在900MHz、1800MHz频段，联通部箸在800MHzo传输速度小于160kbps,大于250kbps,选用双半工方式。覆盖范围与LoRa基本无异市区可达到十几英里，县城可达几英里，

其低性能方面主要在通信合同上做了优化，较少何必要的通信数据，同时辅以休眠模式节节电星消耗。NB-IOT属于授权频段未能搭建私有网路，所以我也没有太细腻的去了解其性能和实际通信频率。

因为NB-IOT可部箸在现有的蜂窝网路上，因此现在一二线城市基本全部覆盖。NB-IOT的比较适用于数据量小、要求低性能、设备区域较广、设备联通性强的场景，OFO就使用NB-IOT通信，刚好満足其数据量小、低性能、设备区域光数星多、且不断联通位置的需求。

ZETA

ZETA是北京内缘推岀的非授权频段的LPWAN（低性能广域网）标准。该标准是使用UNB（超窄带）的多信道通讯，在传统LPWAN的穿透功耗基础上，逐步通过分布式接入模式实现迅速布署。网上相关ZETA的资料比较少，我是去造访过一次，了解到其特性是2KHz超高频段（假如我没记错的话）物联网技术特点，不仅低性能此外在通信合同上有点类似LoRa和ZigBee的结合，可以实现多跳自组网，以及分配确认通信时间等制度，中继设备可以通过电瓶电业实现超出1年的工作时间。

ZigBee

以上说的广域网的物联网通信技术，下边我们就瞧瞧网段网的通信技术。

像是WIFI、蓝牙都是常见的网段网通信技术也都有在物联网方面的应用，因为这两中技术比较常见我们就不多说了，主要瞧瞧Zigbee在物联网通信方案的应用和特征。

ZigBee是基于IEEE802.15.4合同的低性能短距离的无线通讯技术，它主要运行在2.4GHz.868MHz和915MHZMHZ3个频段上，分别通信频率是250kb/s、20kb/s和40kb/s。其接入设备量理论可以达到6万多个设备（实际接入设备了受通信频率的限制，难以达到理论接入星）常规通信范围约20米。作为物联网通信技术其同样具有低性能特性，在低耗电待机方式下，两节普通5号干电瓶（5000~6000mah）可使用6个月以上（仅做参考此参数未获取各类影响性能的具体条件）。

ZigBee由于是使用的免费授权频段，因此是可以搭建私有网路的。同时它还支持多跳通信，也就是一个设备即可接收数据也可以转发数据，那样就可以通过多跳的形式运用中继设备将数据转发到可以上云的网段。在讯号较弱的地方可通过降低中继设备来增加覆盖面积和讯号硬度，而不须要降低可以将数据上云的网段。

除上述特征为ZigBee还具有单向确认的特性，也就受控设备接收到指令后会反馈执行结果给控制设备（类似MQTT合同），同样控制设备发出指令后也会监控是否收到反馈讯号，假如没有收到则意味着数据发生碰撞，控制设备会再次发送指令以达到指令的绝对执行。针对控制类设备这点是非常友好。

之前据说在苹果有一个说法是“有源设备用WIFI,无源设备用蓝牙”，不过目前苹果和云丁也都使用上去了ZigBee.我想也正是由于ZigBee性能低、速率高（相比LoRa）,完全可以满足家庭类监控设备和执行设备的通信要求，同时还可以通过中继解决多卧室的讯号盲点以及搭建私有网路的特性苹果和云丁就会用它的，尤其是低性能可搭建私有网路这个特征，不晓得苹果会不会在小爱老师上添加ZigBee模块，让其可以实现指令的本地存储和执行，虽然网路的异常还是比较常见，倘若这种指令可以本地处理和执行这么对于物联网设备的稳定运行只是非常重要的。

各类通讯技术的使用场景

LoRa、ZETA、SUB-1Ghz：适用于大项目、大区域、设备人数多、数据星不大、设备固定的场景。例如，楼宇城市的设备状态监控、环境监控、远程控制等，或则渔业环境、设备的监控和控制等，以及须要还要搭建私有网路的应用场景。LoRa在合同、规范、生态都比较成熟，适于大部份企业使用。ZETA还在成长期，在合同上有一些优势，使用的话整体生态不太丰富成熟方案不很多。SUB-1Ghz还要自己开发通信协议，工作星较大，扩充其他品牌的设备比较困难，所以通常公司没有很多精力去造轮子。

NB-loT：适用联通性强、设备分散、设备人数大、数据量小、设备独立无需多设备协同的运行场景。例如，联通物品或汽车的监控和控制、精度不高定位、楼宇城市的设备状态监控、环境监控、远程控制等场景。NB-IOT三大营运商在一二线城市都早已敷设，生态和方案都比较成熟没有搭建基站的苦恼和成本，不过还要和相机一样缴交通信流量费。

4G：适用于大数据量、功耗不敏感、移动性强、使用地区偏僻的场景。诸如，汽车的通信定位、铁搭的监控和控制、无其他物联网通信覆盖的区域、设备数星少不值得搭建网段的一些场地。

ZigBee、蓝牙、WiFi：适用于小区域、数据量稍大、设备固定、设备数目少、需要多设备联动运行的场景。诸如，智能家具、独立小商铺等小区域的场所。ZigBee是比较适宜上述场景的，其性能、通讯频率合适、协议建立稳定，可通过多跳覆盖一个小型场所。蓝牙方案成熟，不过性能稍为有点高，保持长链接数目太少。WiFi性能太大，在无源设备基本难以使用，但通信频率很高。

不同的场景和需求使用不同的通信技术，在选型的时侯可以先列岀硬性指标，之后再这个范围内做有限的考察和选择。例如我们在选择时的两个硬性的指标是覆盖范围大、可搭建私有网路。