通信技術(shù)，作為一項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù)，其對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品與方案來(lái)說(shuō)十分重要。通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的地位，可謂舉足輕重。那，我們?cè)撛鯓舆x擇物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)?

怎樣選擇物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)

1.覆蓋范圍

覆蓋范圍是指節(jié)點(diǎn)(終端)和網(wǎng)關(guān)(基站)的有效通信范圍，是衡量通信技術(shù)的一個(gè)重要指標(biāo)。物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用通常是具備數(shù)據(jù)量小、設(shè)備數(shù)量多、分布散等特點(diǎn)，因此覆蓋范圍便是很重要的一個(gè)因素。覆蓋范圍越大需要的基站數(shù)量也就越少，同時(shí)基站和布設(shè)的成本以及難度也會(huì)大大降低。大家可以計(jì)算一下假設(shè)一個(gè)藍(lán)牙基站300塊可以覆蓋50米的范圍，一個(gè)LoRa基站5000塊可以覆蓋3000米的范圍，那么如果想覆蓋3000米的范圍需要使用多少藍(lán)牙基站呢?布設(shè)成本又是多少?(注：這僅僅是從覆蓋范圍做的假設(shè)，實(shí)際不會(huì)只考慮著一個(gè)因素)

從上面可以看出來(lái)在覆蓋范圍上LoRa、NB-IOT、ZETA的覆蓋范圍都是在數(shù)十公里上的，ZigBee和藍(lán)牙都是在百米以內(nèi)。如果你的應(yīng)用場(chǎng)景需要覆蓋范圍廣是硬性指標(biāo)，那么就不用考慮后面兩種了。從上圖可以看來(lái)，通常情況下通訊頻段越低其覆蓋范圍越大，這里主要是因?yàn)樵降偷念l段在空氣和物體中傳播時(shí)衰減越小，反之亦然。

2.通信速率

通信速率是節(jié)點(diǎn)或網(wǎng)關(guān)在一定時(shí)間內(nèi)可以傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)量。假設(shè)一個(gè)網(wǎng)關(guān)的通信速率是10kbps(1280字節(jié))，一個(gè)傳感器的一次數(shù)據(jù)是8字節(jié)。那么也就是說(shuō)這個(gè)網(wǎng)關(guān)或節(jié)點(diǎn)最多每秒可以收發(fā)1280字節(jié)/8字節(jié)=160個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)。當(dāng)然這只是理論值，實(shí)際會(huì)因避免數(shù)據(jù)沖突以及數(shù)據(jù)下發(fā)等因素影響。通訊速率和網(wǎng)關(guān)的信道數(shù)量有關(guān)，信道越多速率越高。

在常用通訊技術(shù)上來(lái)說(shuō)一般是速率越高越好，不過(guò)在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)本身特性就沒(méi)有特別大的數(shù)據(jù)量需要傳輸，因此在考慮通訊速率時(shí)主要考慮在一個(gè)區(qū)域下有多少設(shè)備?會(huì)產(chǎn)生多大的并發(fā)數(shù)據(jù)量?什么通訊技術(shù)的網(wǎng)關(guān)可以承載這些數(shù)量，以此選擇適合的通訊技術(shù)并預(yù)留一些冗余即可。

3.通信頻段

頻段指的是電磁波的頻率范圍，單位為Hz，我們常說(shuō)的2.4G或5GWIFI其實(shí)指的就是頻段。無(wú)線電的頻段是有免授權(quán)和授權(quán)兩種類型的，像是WIFI用的2.4G、5G和LoRa在中國(guó)使用的470~510MHz等都是免授權(quán)頻段，因此我們可以直接免費(fèi)使用。還有一些頻段是受國(guó)家管制的，是需要向國(guó)家申請(qǐng)才可使用。因此我們選擇頻段的時(shí)候需要考慮頻段是否需要授權(quán)，如果是非授權(quán)頻段也要考試頻段是否擁擠?以及如何處理同頻段干擾問(wèn)題。

無(wú)線電的頻段越高其數(shù)據(jù)的傳輸速率也就越高，當(dāng)然功耗隨之增加。物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)很多的設(shè)備通常都是數(shù)據(jù)量小、使用電池供電，所以需要設(shè)備盡可能降的低功耗，像是WiFi這種高功耗的通訊技術(shù)使用場(chǎng)景就非常有限了，通常只會(huì)用在小范圍內(nèi)的有源設(shè)備上。

4.運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)&私有網(wǎng)絡(luò)

運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)是指聯(lián)通、移動(dòng)、電信等公司搭建的通訊網(wǎng)絡(luò)，這類網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)是運(yùn)營(yíng)商搭建的，因此是不可以通過(guò)此類網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)本地設(shè)備的局域網(wǎng)通訊，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)本地多數(shù)據(jù)源的邊緣計(jì)算。運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍大、信號(hào)穩(wěn)定、用戶接入即可使用，當(dāng)然也是需要支付通訊費(fèi)用。

在第一張圖中除了4G、NB-IOT是運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)之外，像是LoRa、WiFi、Zigbee、藍(lán)牙、ZETA、RFID等技術(shù)都可以搭建私有的局域網(wǎng)絡(luò)。這類網(wǎng)絡(luò)需要用戶建造網(wǎng)關(guān)組網(wǎng)，相對(duì)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)這類網(wǎng)絡(luò)不需要通訊費(fèi)用，也可以利用其局域網(wǎng)特性實(shí)現(xiàn)本地多數(shù)據(jù)源的邊緣計(jì)算。但是基站的布設(shè)和維護(hù)成本高，所以需要根據(jù)業(yè)務(wù)場(chǎng)景考慮使用什么方式的網(wǎng)絡(luò)更加合適。

像是共享單車這類數(shù)據(jù)量小、設(shè)備分散且不固定的應(yīng)用場(chǎng)景，使用運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)是最適合的，但如果是場(chǎng)地固定、設(shè)備集中或需要多數(shù)據(jù)源以及大量數(shù)據(jù)的邊緣計(jì)算場(chǎng)景，那么搭建私有網(wǎng)絡(luò)是比較合適的，這樣會(huì)省去很多通訊費(fèi)用，并且數(shù)據(jù)的響應(yīng)速度也會(huì)比較快。

5.功耗

功耗是物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)一直要做取舍和頭疼的問(wèn)題，除了上面說(shuō)的頻段越高，傳輸速率越大，能耗越高之外，還有一個(gè)影響功耗的因素就是通訊協(xié)議。像是WIFI這類通訊協(xié)議相對(duì)比較復(fù)雜，并且會(huì)保持長(zhǎng)連接，因此會(huì)比較費(fèi)電。而像是LoRa、ZigBee、NB-IOT這類技術(shù)的通訊協(xié)議簡(jiǎn)單報(bào)文長(zhǎng)度短，且具備多種工作模式，可以根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景調(diào)整工作模式從而實(shí)現(xiàn)減低功耗的目的。

6.單跳&多跳通訊

單跳的通訊方式是節(jié)點(diǎn)——網(wǎng)關(guān)——云端，也就是說(shuō)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)關(guān)直接上云，不可以在網(wǎng)關(guān)之間進(jìn)行路由轉(zhuǎn)發(fā)。這種方式單個(gè)網(wǎng)關(guān)的信號(hào)范圍就是其可以使用的范圍，如果想覆蓋更大或更遠(yuǎn)的范圍則只能增加網(wǎng)關(guān)，但是每個(gè)網(wǎng)關(guān)需要連接以太網(wǎng)進(jìn)將數(shù)據(jù)上云，因此網(wǎng)關(guān)的聯(lián)網(wǎng)成本和復(fù)雜度較高，需要網(wǎng)關(guān)布設(shè)的地方同時(shí)具備電源和網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

多跳通訊方式是節(jié)點(diǎn)——網(wǎng)關(guān)——中繼——云端的架構(gòu)，也就是說(shuō)數(shù)據(jù)可以在網(wǎng)關(guān)和中繼之間做路由跳轉(zhuǎn)，最后通一個(gè)網(wǎng)關(guān)將多個(gè)中繼下終端的數(shù)據(jù)上云。這種多跳方式可以通過(guò)增加中繼覆蓋更大或更遠(yuǎn)的范圍，并且只需要一個(gè)網(wǎng)關(guān)具備數(shù)據(jù)上云能力即可。這樣的話哪些中繼設(shè)備只需要有電源供應(yīng)即可，甚至可以使用電池供電，這樣布設(shè)成本和布設(shè)難度將大大降低。這種方式最適合的應(yīng)用場(chǎng)景是高壓線路的通訊等范圍大、數(shù)據(jù)量小方面的應(yīng)用，因?yàn)橐话愀邏弘娀径际窃诳諘绲奶镆盎蛏絽^(qū)中假設(shè)，相聯(lián)網(wǎng)相對(duì)比較麻煩，通過(guò)多跳通訊只要一個(gè)網(wǎng)關(guān)能聯(lián)網(wǎng)上云就可以帶動(dòng)很多網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)上云。

LoRa等通訊都是屬于單跳通訊，ZETA、ZigBee、WIFI、藍(lán)牙等通訊是屬于多跳通訊。在使用多跳通訊的時(shí)候需要注意的是上云網(wǎng)關(guān)通訊速率的大小直接限制了通過(guò)它上云網(wǎng)關(guān)的總通訊速率大小。

通信技術(shù)，它處于物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中的核心環(huán)節(jié)，具有不可替代性，起到承上啟下的作用，向上可以對(duì)接傳感器等產(chǎn)品，向下可以對(duì)接終端產(chǎn)品及行業(yè)應(yīng)用。所以呢，怎樣選擇物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，很有必要了解一番。