物联网让我们看到了更光明的未来：可以自动点餐的冰箱，可以提醒汽车结冰道路的桥梁，或者可以监测个人健康的智能设备医生的手机。尽管所有这一切可能很快就会到来，但我们仍然需要了解使梦想成为现实的无数幕后技术，没有这些技术，梦想将永远无法实现。物联网(IOT)是一个由具有唯一标识符的互连数字设备、机器、物体、动物或人组成的系统，能够通过网络传输和共享数据，没有人与人或人与设备的交互是必须的。物联网旨在弥合物理世界和虚拟世界之间的鸿沟，创造一个智能环境，使个人和整个社会都能生活得更智能、更舒适。尽管听起来有些夸张，但物联网已经成为我们日常生活的一部分，并将永远如此。考虑到所有这些，现在让我们简要回顾一下物联网世界背后的支持技术。物联网技术是由什么组成的？考虑到IoT技术解决方案的种类和数量，在IoT技术迷宫中导航可能是一项艰巨的任务。然而，为了简单起见，让我们将物联网技术分为4个基本层：设备硬件设备实际上是物联网中的“物”。作为现实世界和数字世界之间的接口，它们具有不同的大小、形状和技术复杂性，具有特定的属性，具体取决于它们在特定物联网部署中需要执行的任务。无论是针头大小的麦克风还是重型工程机械，几乎每个物理对象（甚至是动物或人类等有生命的对象）都可以通过添加必要的仪器（通过添加传感器或执行器和适当的软件）来测量和收集转动它所需的数据到连接的设备中。当然，传感器、执行器或其他遥测设备本身可以充当独立的智能设备。设备软件这实际上是使连接的设备“智能”的原因。该软件负责启用与云的通信、收集数据、集成设备以及在物联网网络中执行实时数据分析。此外，设备软件还实现了用户可视化数据和与物联网系统交互的能力。一旦通信设备硬件和软件到位，就必须有另一层为智能对象提供与物联网世界其他部分交换信息的方式和途径。虽然通信机制确实与设备硬件和软件密切相关，但将它们视为一个单独的层至关重要。通信层包括物理连接解决方??案（移动、卫星、LAN）和用于不同物联网环境的特定协议（Zigbee、Thread、Z-Wave、MQTT、LWM2M）。选择相应的通信解决方案是构建物联网技术体系的重要环节之一。选择的技术不仅决定了数据如何发送到云端和从云端接收，还决定了设备的管理方式以及与第三方设备的通信方式。我们将在本文的后面部分详细介绍当前的一些通信解决方案。平台如前所述，在智能硬件和已安装软件的帮助下，设备能够“感知”周围发生的事情，并通过特定的通信渠道与用户进行通信。物联网平台是一个以用户友好的方式收集、管理、处理、分析和呈现所有这些数据的地方。因此，让这个解决方案特别有价值的不仅是它的数据收集和管理能力，还在于它能够从数据中发现有用的见解。（来自IoT.com）同样，市场上有很多物联网平台，选择哪个平台取决于具体物联网项目的需求以及架构和物联网技术栈、可靠性、自定义属性、使用的协议、硬件不可知性、安全性和成本效益因素。还值得一提的是，该平台既可以安装在本地，也可以安装在云端。物联网技术栈中的连接解决方??案现实生活中有许多物联网应用，而这些应用背后都不乏连接解决方??案。根据用例的需要，每个连接选项都可以提供不同的应用程序支持场景，同时允许在功耗、范围和带宽之间进行权衡。例如，如果您正在建造一个智能家居，您可能希望将室内温度传感器和加热控制器集成到您的智能手机中，这样您就可以远程监控每个房间的温度并根据当前需要实时调整。在这种情况下，建议使用专为家庭自动化环境设计的协议Thread。鉴于通信标准和协议的种类繁多，人们可能会质疑开发新解决方案的实际需要。这样做的原因是，现有的网络协议，例如传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)，通常效率不够高，并且消耗太多功率，无法在新兴的物联网技术应用中高效工作。本节将简要概述专门用于物联网系统的主要替代网络协议。概述涵盖了更流行的物联网无线连接技术，按每个解决方案支持的射频范围细分：短程解决方案、中程解决方案和远程WAN解决方案。短距离物联网解决方案：蓝牙蓝牙技术作为一种成熟的短距离连接技术，被认为是未来可穿戴电子市场（如无线耳机或地理定位传感器）的关键解决方案，尤其是考虑到其与智能手机的集成广泛的整合。其中，蓝牙低功耗（BLE）协议在设计时考虑了成本效益和降低功耗，并且只需要少量的设备功耗。然而，这是一个权衡：当大量数据被频繁传输时，BLE可能不是最有效的解决方案。RadioFrequencyIdentification(RFID)射频识别(RFID)是最早实施的物联网应用之一，为物联网应用提供定位解决方案，尤其是在供应链管理和物流领域，这些应用需要能够确定物体在建筑物内的位置.RFID的未来显然远远超出了简单的基于位置的服务，其可能的应用范围从跟踪医院患者到提高医疗保健效率，再到提供实时物品位置数据以最大程度地减少商店缺货。中端解决方案：Wi-Fi它是基于IEEE802.11开发的，它仍然是最广泛和最知名的无线通信协议。由于需要保持高信号强度和快速数据传输以实现更好的连接性和可靠性，因此其在物联网领域的广泛使用主要受到高于平均功耗的限制。WI-FI作为物联网发展的关键技术，为数量惊人的物联网解决方案提供了广阔的基础，但也需要对其进行管理和营销，为服务提供商和用户带来更多利润。ZigBee是一种流行的无线网状网络标准，最常用于交通管理系统、家用电子产品和机械行业。Zigbee建立在IEEE802.15.4标准之上，支持低数据交换率、低功耗运行、安全可靠。ThreadThread专为智能家居产品而设计，使用IPv6连接使连接的设备能够相互通信、访问云端服务或通过Thread移动应用程序与用户交互。远程广域网（WAN）解决方案：NB-IoTNB-IoT是3GPP技术的产物，是一种新的无线技术标准，可确保极低的功耗（电池寿命为10年）。此外，它可以使用现有的网络基础设施，这不仅保证了它在全球覆盖的LTE网络中的有效使用，而且保证了它的信号质量。在许多情况下，这也是许多用户选择NB-IoT而不是LoRa或Sigfox等需要构建本地网络的解决方案的原因。LTE-CatM1LTECatM1是一种低功耗广域网(LPWAN)连接标准，用于连接具有中等数据速率要求的物联网和M2M设备。它支持更长的电池寿命周期，并提供比2G、3G或LTECat1等蜂窝技术更大的覆盖范围。CATM1与现有LTE网络兼容，不需要运营商建设新的基础设施来启用它。与NB?IoT相比，LTECatM1非常适合移动用例，因为它可以像高速LTE一样处理塔之间的切换。例如，如果车辆需要穿越几个不同的网络小区才能从A点移动到B点，则CatM1设备的行为与手机相同，不会丢失连接。与此相反，NB?IoT设备必须先到达新的网络元素，然后才能在某个点重新建立新连接。另一大优势是支持VoLTE语音（VoiceoverLTE），这意味着它可用于需要某种程度的人机交互的应用，例如某些健康和安全应用（例如，即时解决方案和警报面板）。LoRaWANLoRawan是一种低功耗远程广域网协议，针对低功耗进行了优化，支持拥有数百万设备的大型网络。针对广域网(WAN)应用，LoRaWAN旨在为低功耗广域网提供功能，以支持物联网、M2M、智慧城市和工业应用中的低成本、移动和安全双向通信。SigfoxSigfox背后的理念是为需要低水平数据传输且WI-FI覆盖范围太短以及移动网络覆盖范围过于昂贵且耗电的低功耗M2M应用程序提供有效的连接解决方??案。Sigfox使用UNB技术，这使其能够处理每秒10到1000位的低数据传输速度。（来源物联网家居网）与蜂窝移动通信方案相比，其能耗降低近100倍，2.5Ah电池的典型待机时间可达20年。Sigfox提供了一个强大、节能且可扩展的网络，能够支持跨越几平方公里的数千个电池供电设备之间的通信。Sigfox已被证明适用于各种M2M应用，包括智能路灯、智能电表、病人监护仪、安全设备和环境传感器。总结物联网技术已经进入我们的家庭、公共场所、办公室和工厂，并且鉴于其发展速度，它似乎越来越接近调查机构的预测。然而，真正的问题不应该是什么时候，而是如何连接以实现尽可能高的效率，同时确保安全性和成本效益等关键属性。因此，从实际的角度来看，成功的关键似乎在于从众多现有解决方案中选择合适的物联网技术。
