摘要：

藍(lán)牙、ZigBee在低功耗、易組網(wǎng)等方面的優(yōu)勢成為各種近距離物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景中重要通訊方式。不過，隨著低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)（LPWAN）的普及，這一領(lǐng)域?qū)⒂瓉硇碌母偁幷撸涓鞣N能力并不占下風(fēng)，且具備直達(dá)云端的優(yōu)勢，未來在智能家居、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域大有可為。

近日，藍(lán)牙聯(lián)盟（SIG）公布了其2016技術(shù)路線，藍(lán)牙作用距離將在目前的基礎(chǔ)上增加3倍，在能耗不變的情況下數(shù)據(jù)傳輸速率將增長100%，且開始支持網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。在筆者看來，這些特征與ZigBee針鋒相對，使藍(lán)牙在智能家居、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域競爭力進(jìn)一步增強(qiáng)。不可否認(rèn)，藍(lán)牙、ZigBee在低功耗、易組網(wǎng)等方面具有優(yōu)勢，成為各種近距離物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景中與WiFi形成補(bǔ)充的通訊方式。不過，隨著低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)（LPWAN）的普及，這一領(lǐng)域?qū)⒂瓉硇碌母偁幷?，可穿戴設(shè)備、傳感器數(shù)據(jù)傳輸中LPWAN也將占據(jù)一席之地。

　　各種能力對比，LPWAN并不在下風(fēng)

在各類近距離通訊協(xié)議的爭論中，我們往往拿幾個(gè)指標(biāo)進(jìn)行對比，包括傳輸速率、功耗、距離、組網(wǎng)等指標(biāo)，其中WiFi高帶寬和高功耗的特征，更適用于各類插電和需要高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備，而藍(lán)牙和ZigBee更適用于電池供電或自供電的設(shè)備，包括可穿戴和大量傳感器數(shù)據(jù)傳輸。低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)（LPWAN）在這些指標(biāo)中表現(xiàn)如何呢？

（1）從距離角度來看，正如筆者在此前文章《補(bǔ)齊物聯(lián)網(wǎng)通信層重大短板，低功耗蜂窩網(wǎng)絡(luò)號角吹響》中所指出，就像當(dāng)前3G/4G一張無處不在的蜂窩網(wǎng)絡(luò)一樣，未來運(yùn)營商級的低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)將是整個(gè)城市甚至國家廣覆蓋的一張大網(wǎng)。與藍(lán)牙和ZigBee相比，由于LPWAN網(wǎng)絡(luò)廣覆蓋、穿透性強(qiáng)的特征，無處不在的網(wǎng)絡(luò)可以讓各類低功耗設(shè)備隨時(shí)接入，連那些深埋在地下的管網(wǎng)和各種角落的計(jì)量表都可以實(shí)現(xiàn)覆蓋和連接，因此LPWAN同樣可以達(dá)到藍(lán)牙、ZigBee等近距離環(huán)境下設(shè)備無縫互聯(lián)互通的目的，且LPWAN也適合廣域布局的設(shè)備。

（2）從功耗角度來看，LPWAN具有更低功耗，對于一些電池供電的設(shè)備來說，數(shù)年甚至十幾年都無需更換電池，功耗表現(xiàn)優(yōu)于藍(lán)牙和ZigBee。當(dāng)然，功耗與傳輸速率不可兼得，獲得這樣的功耗表現(xiàn)，需付出超低數(shù)據(jù)帶寬的代價(jià)，以LPWAN典型代表LoRaWAN為例，該網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速率范圍為0.3 kbps至50 kbps，這一速率大大低于藍(lán)牙4.0和ZigBee的理論傳輸速率。不過，對于大量僅需較少數(shù)據(jù)傳輸量但對功耗要求極高的穿戴設(shè)備、傳感器來說，LPWAN明顯是其最佳的選擇。

（3）從組網(wǎng)角度來看，ZigBee一直引以為豪的是組網(wǎng)能力強(qiáng)，一個(gè)網(wǎng)關(guān)理論上可連接數(shù)萬設(shè)備，且可以Mesh組網(wǎng)；藍(lán)牙2016技術(shù)路線也將Mesh組網(wǎng)作為發(fā)展方向。不過，對于用戶來說，再初次使用這些協(xié)議的設(shè)備時(shí)仍需要進(jìn)行配置，雖然配置并不復(fù)雜，但仍會或多或少造成用戶的麻煩。而LPWAN作為廣域網(wǎng)絡(luò)，只要支持該網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的設(shè)備均可直接接入相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，無需手動配置，就像手機(jī)一樣，開機(jī)即可接入網(wǎng)絡(luò)，提升用戶體驗(yàn)。

更有直達(dá)云端的優(yōu)勢

對于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用來說，硬件本身價(jià)值有限，而在硬件使用過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)潛力是無限的，通過云端進(jìn)行各種數(shù)據(jù)分析挖掘意義重大，因此各種通訊協(xié)議的一大重要功能是要實(shí)現(xiàn)將采集的數(shù)據(jù)傳輸至云端，并將云端處理的數(shù)據(jù)反饋至設(shè)備。不過，使用不同協(xié)議的設(shè)備與云端數(shù)據(jù)上傳下行的形式和效率差別很大。

眾所周知，在很多可穿戴設(shè)備應(yīng)用場景中，由于隨時(shí)隨地移動性和功耗的考慮，往往采用藍(lán)牙的方案，將設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)同步到手機(jī)后上傳至云端；在智能家居應(yīng)用場景中，大量的低功耗傳感器數(shù)據(jù)需要采集和傳輸，若采用ZigBee的方式，數(shù)據(jù)采集后需要經(jīng)由ZigBee網(wǎng)關(guān)與家庭WiFi路由器連接后上傳至云端。很明顯，采用藍(lán)牙或ZigBee兩種低功耗技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)直達(dá)云端，而需要設(shè)置中繼環(huán)節(jié)才能完成，對于用戶來說，要實(shí)這些低功耗方案，我們不得不額外使用手機(jī)或安裝網(wǎng)關(guān)，如果那些低功耗設(shè)備的數(shù)據(jù)無需中繼直接與云端實(shí)現(xiàn)上傳下行，則會大大簡化智能化場景的方案設(shè)計(jì)。

LPWAN在這方面具備了無可比擬的優(yōu)勢，用戶只需使用支持LPWAN的終端設(shè)備，無需考慮手機(jī)、網(wǎng)關(guān)等輔助設(shè)備，即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)直達(dá)云端。雖然通過LPWAN是星形網(wǎng)絡(luò)，需要通過網(wǎng)關(guān)或基站實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上下行，但這些設(shè)置是網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商所考慮和實(shí)施的，無需用戶額外配置。

綜合上文中各類指標(biāo)的對比，加上直達(dá)云端的優(yōu)勢，未來低功耗物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中，LPWAN將對藍(lán)牙和ZigBee產(chǎn)生巨大沖擊。不過，就目前來看，LPWAN還需要一段路要走。

廣泛認(rèn)知促進(jìn)普及

當(dāng)前，全球多家主流運(yùn)營商開始支持或搭建LPWAN網(wǎng)絡(luò)，基于LPWAN的應(yīng)用案例也不少，包括水、電、燃?xì)?、熱力抄表，城市路燈監(jiān)控，垃圾點(diǎn)監(jiān)測，倉儲等產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，在智能家居、可穿戴設(shè)備等消費(fèi)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域尚未應(yīng)用。

一項(xiàng)技術(shù)在消費(fèi)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的普及，在很大程度上受益于人們對其認(rèn)知。在今年8月舉辦的亞洲藍(lán)牙大會上，藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟宣布藍(lán)牙目前的年出貨量已達(dá)30億的水平，在筆者看來，這一大規(guī)模的出貨量，與以往藍(lán)牙在智能手機(jī)中的普及有著很大關(guān)系，正是由于在智能手機(jī)等消費(fèi)電子中的普及，促使人們對藍(lán)牙認(rèn)知的普及，也讓藍(lán)牙步入物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中時(shí)人們并不陌生。

對于LPWAN來說，除了從技術(shù)演進(jìn)上向適合消費(fèi)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的方向努力，比如可植入穿戴設(shè)備中的更小體積的芯片等，從一些消費(fèi)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品切入形成示范應(yīng)用，讓人們對這一技術(shù)體驗(yàn)有直觀認(rèn)知也非常重要。我們看到，相關(guān)廠商正在這一方向上進(jìn)行嘗試，在近期舉行的2015全球移動寬帶論壇上，華為與合作伙伴展示了基于NB-IOT低功耗蜂窩網(wǎng)絡(luò)方案的各種消費(fèi)物聯(lián)網(wǎng)方案，包括具有智能追蹤、超距告警、電子鎖控制、電池監(jiān)控等的智能拉桿箱，具備位置定位的防盜功能的智能自行車，以及寵物定位設(shè)備。類似這些應(yīng)用LPWAN方案的消費(fèi)類產(chǎn)品的嘗試，相信對于消費(fèi)端用戶認(rèn)知提升具有積極影響。

當(dāng)我們還在關(guān)注WiFi、藍(lán)牙、ZigBee這些近距離通信技術(shù)在智能家居領(lǐng)域之爭時(shí)，低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)已在悄然發(fā)展，近距離領(lǐng)域的競爭不僅發(fā)生在其領(lǐng)域內(nèi)，遠(yuǎn)距離通信也加入了這一行列，LPWAN在低功耗近距離物聯(lián)網(wǎng)通信領(lǐng)域也將大有可為。