互联网行业发展到今天，人们生活的便利性大大提高。家里有Wi-Fi，出门有4G，定位有GPS等等，网络似乎已经成为了衣食住行之后的又一个重要组成部分，覆盖了生活的方方面面，但是在万物互联的时代，网络连接技术需要进一步迭代。物联网架构一般分为感知层、网络层、平台层和应用层。网络层是物联网生态的中枢，在物联网设备的连接中起着举足轻重的作用。物联网的最终目的仍然是为人服务，因此，具有更高便携性的无线网络连接技术受到了更广泛的关注。在互联网时代，大量的无线网络技术得到了发展。面对万物互联，无线网络连接技术得到了更好的发展。目前，无线网络连接技术按照传输距离可分为近距离无线连接技术和远距离无线连接技术。下面列出五种主要技术，包括蓝牙、Wi-Fi、NFC、ZigBee、UWB和GPRS、5G、NB-IoT、LoRa、全球卫星导航系统等。1.短距离无线连接1.蓝牙Bluetooth(蓝牙）是一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备和建筑物个人区域网络之间的短距离数据交换（使用2.4-2.485GHz无线电波的ISM频段中的UHF）。蓝牙可以连接多个设备，克服了数据同步的困难。从音频传输、图文传输、视频传输，到低功耗物联网传输，蓝牙的应用场景越来越广。前两代蓝牙技术都处于技术成型阶段，将蓝牙技术发展成为一种可靠、安全、实用的传输通信技术。随着3G时代的到来，蓝牙技术也进入了高速传输的第三代。第三代蓝牙技术传输速率高达24Mbps。核心是使用AMP技术，它允许蓝牙协议栈为任何任务动态选择正确的无线电频率。仅仅一年后，蓝牙就进入了4.0时代。第四代蓝牙技术是蓝牙综合协议规范，将蓝牙的传输距离提高到100米以上，响应速度更快。连接设置最短可在3毫秒内完成并启动。数据传输，大大提高了传输速率、隐私保护和可扩展性，大大提高了技术价值。2016年，随着物联网的趋势，蓝牙技术升级到5.0。蓝牙5.0在低功耗模式下拥有更快更远的传输能力。传输速率是上一代技术的两倍（可达2Mbps），有效传输距离是上一代技术的四倍（理论上可达300米）。数据包容量是上一代技术的八倍。同时，为了更好地服务于物联网，蓝牙技术发展出了Mesh网状网络，区别于传统的蓝牙连接“一对一”配对。Mesh网络可以使设备实现“多对多”的关系。因此，Mesh网络可以分布在制造工厂、写字楼、商场、商务园区等更广泛的场景，为照明设备、工业自动化设备、安防摄像头、烟雾探测器、环境传感器等提供更稳定的控制解决方案。随着蓝牙5.0技术的出现和蓝牙Mesh技术的成熟，大大降低了设备间远距离、多设备通信的门槛，为未来的物联网带来了更大的想象空间。2、Wi-FiWi-Fi技术越来越成为日常生活的标配。不仅是手机和电脑，越来越多的IoT设备也支持Wi-Fi。我们目前使用的Wi-Fi标准是从1997年首次发布的802.11b演变而来的。802.11b的速率只有2Mbps，1999年提出的802.11g将速率提高到11Mbps。目前802.11ax的理论速率约为10Gbps。Wi-Fi有两种组网结构：一对多（Infrastructure模式）和点对点（Ad-hoc模式，也叫IBSS模式）。最常用的Wi-Fi是一对多的结构。比如日常的无线路由器就是路由器+AP（接入点），可以接入多个设备。此外，Wi-Fi还可以实现点对点的结构。例如，两台笔记本可以直接通过Wi-Fi连接，无需通过无线路由器。传统的Wi-Fi使用2.4G频段。随着越来越多的设备使用2.4Ghz频段，相互干扰增加。因此，第五代Wi-Fi技术开发了工作在5GHz以上的高频段。从理论上讲，5G频段比2.4G频段速度更快，但两者各有优缺点。2.4G穿墙衰减小，传播距离远，但使用设备多，干扰大；5G网速更稳定，速率更高，但穿墙衰减大，覆盖距离小。标准WiFi（基于802.11a/b/g/n/ac）通常不是物联网的优秀技术，但由于当今Wi-Fi技术的广泛使用，一些物联网应用程序可以在室内利用已安装的标准WiFi或者校园环境投入使用。基于802.11ah的WiFiHaLow专为物联网设计，但需要独立（相对于标准WiFi）基础设施和专用客户端，复杂度相对较高。目前提出的802.11ax已经能够满足大部分物联网设备的需求，但未来物联网是否采用802.11ax仍将取决于802.11ax客户端的成本以及客户端和AP进入市场的速度。3.NFCNFC，Near-fieldcommunication，中文常译为近场通信。NFC是一种短距离高频无线电技术，是RFID技术的一种。其工作频率为13.56MHz，有效工作距离在20cm以内。共有三种传输速度：106Kb/s、212Kb/s或424Kb/s。通过卡、读卡器和点对点三种业务模式读取和交换数据。NFC于2002年首次提出，广泛应用于公交卡、门禁卡等领域。直到物联网时代到来之前一直鲜为人知的NFC技术再次复活。NFC技术广泛应用于支付场景。NFC技术具有通信保密性好、无功耗、解决方案成本低等诸多优点。尤其是NFC，只需轻轻一触，即可瞬间完成连接。融入物联网设备后，可以通过物联网系统收集与用户习惯和使用模式相关的数据，然后提供给云端或大数据服务器进行数据分析，从而提高用户的生活质量。未来将在智能家居、支付、智慧城市等领域得到更广泛的应用。但NFC的通信距离短、通信速率低也是其缺点，限制了NFC仅适用于某些物联网应用。4.ZigBeeZigBee是一种无线连接技术，可以工作在2.4GHz（全球流行）、868MHz（欧洲流行）和915MHz（美国流行）3个频段。s传输速率，其传输距离在10-75m范围内，还可以继续增加。在组网性能方面，ZigBee可以构建成星型网络或点对点网络。在ZigBee组成的每个无线网络中，连接地址编码分为16b短地址或64b长地址，可容纳的设备数量为216个和264个，网络容量更大。在无线通信技术中，采用CSMA-CA方法可以有效避免无线载波之间的冲突。此外，为了保证传输数据的可靠性，还建立了完整的响应通信协议。此外，ZigBee设备具有低功耗、低数据传输率、高兼容性和低实施成本等特点。现已发展到3.0版本，广泛应用于智能家居、智能医疗、智能楼宇和能源领域。5、超宽带（UWB）超宽带技术是近几年兴起的一种全新的无线通信技术，它与传统的通信技术有很大的不同。它不需要使用传统通信系统中的载波，而是通过收发纳秒或微秒级以下的极窄脉冲来传输数据，因此具有3.1-10.6GHz的带宽。UWB通过在很宽的频谱上传输极低功率的信号，可以在10米左右的范围内实现数百Mbit/s到几Gbit/s的数据传输速率。UWB技术除了传输速率高外，还具有传输功率低、穿透能力强、抗干扰能力强等优点。它在室内定位领域可以获得更准确的结果，广泛应用于小范围、高分辨率、能够穿透墙壁、地面和人体的雷达和成像系统中。此外，这项新技术还适用于对速度要求非常高（大于100Mb/s）的LAN或PAN。二、远距离无线连接1、GPRSGPRS是通用分组无线业务（GPRS）的缩写，是一种终端与通信基站之间的远距离通信技术。GPRS可以说是GSM的延续。它以分组方式传输数据，不独占信道，因此可以更好地利用GSM上空闲的信道资源。GPRS的传输速率可达56~114Kbps。通过使用该数据服务，用户可以连接到电信运营商的通信基站，进而连接到互联网，获取互联网信息。GPRS具有充分利用现有网络、传输速率高、资费合理、资源利用率高、永远在线等特点。目前广泛应用于环境监测、自动抄表、电力公司输电线路检测、车联网、工程建设质量监管、智慧农业等几乎所有户外移动物联网应用场景。2.5G近年来，5G的发展一直备受关注。华为等企业在5G方面的发展也日新月异。预计在不久的将来，5G将渗透到我们生活的方方面面。在2015年国际电联无线电通信组对5G的定义中，将mMTC这一海量连接的物联网业务写为未来5G的三大应用场景之一。与4G相比，5G的提升是全方位的。5G具有更高的带宽、更低的时延、更海量的接入能力，可以满足物联网领域的诸多需求。5G的峰值理论传输速度可达每秒10Gb，比4G快一百倍。可以加强物与物之间的联系，拓展移动网络在各个垂直行业的物联网应用。正如很多人所说，5G是为物联网而来的。5G网络的速度和接入能力更加强大，真正做到万物互联。不仅是智慧城市，人工智能、自动驾驶、远程手术等方面都将因5G而变得更加智能，万物互联也将因5G而增强。普遍的。3.NB-IoTNB-IoT是指窄带物联网（NarrowBand-InternetofThings）技术。广泛使用。NB-IoT建立在蜂窝网络之上，使用许可频段，只消耗大约18??0KHz的带宽。支持带内、保护带、独立载波三种部署方式，降低部署成本，平滑升级。NB-IoT具有覆盖广、连接多、速度快、成本低、功耗低、架构优良等特点。一般来说，NB-IOT基站可以覆盖10km的范围，相比GPRS基站有20dB的增益，可以覆盖地下车库、地下室、地下管线等信号难以到达的地方。目前，NB-IoT已广泛应用于远程抄表、资产跟踪、智慧停车、智慧农业等领域，越来越受到市场的关注。然而，NB-IoT仍然存在诸多不足。NB-IoT的部署频率必须经过授权，需要运营商部署。此外，模块的成本仍然很高。虽然近期模组价格已经下调至20元以下，但距离市场爆发式增长所要求的低成本还有很大差距。还有一段路要走。4.LoRaLoRa是指LongRangeRadio技术。在同等功耗条件下，LoRa是传统无线射频通信距离的3-5倍，实现了低功耗与远距离的统一。LoRa主要运行在全球免费频段（即非授权频段），包括433、868、915MHz等，具有低功耗、高灵敏度、大容量等优点。与NB-IoT相比，LoRa的综合成本（网关、模块、运营成本等）并不高，而LoRa灵活的特性可以让企业更容易基于LoRa连接技术进行系统集成，为用户提供拥有完整的解决方案，不仅更好地满足了用户的需求，也为LoRa企业带来了更多的业务附加值。不仅在计量领域，LoRa在非计量领域的应用也取得了突破性发展，包括在智能楼宇、智慧城市、路灯、农业等多个领域的成功应用案例。目前，LoRa在中国每年部署节点数超过1000万个，北京、深圳、广州、杭州等城市均有城市级LoRa网络覆盖。5、全球卫星导航系统世界上主要有四大卫星导航系统：中国的北斗导航系统、美国的GPS、俄罗斯的GLONASS系统和欧盟的伽利略卫星导航系统。其中，美国的GPS最早投入使用，商业化最为成功。经过多年的不懈发展，我国的北斗系统也达到了先进水平。以北斗为例，随着北斗卫星组网的建成和地面北斗组网的建设，北斗导航系统可以将定位精度提高到厘米级甚至毫米级。北斗系统具有低时延、低功耗、低成本、覆盖面广等特点。在万物互联时代意义重大。已广泛应用于安防、智慧城市、智慧停车、智能家居、物流运输、政府执法、港口等领域。指挥调度、铁路智能巡检、智能计量等领域。
