IoT和M2M网络的发展在许多市场创造了新的机会。据全球领先的数据统计公司Statista预测，物联网设备的数量将从2021年的138亿增加到2025年的300亿以上。其中许多应用需要设备或传感器进行远距离连接，需要很高的能效和长电池寿命。Wi-Fi(IEEE802.11)是家庭和小型企业应用的首选互联网连接技术。基于Wi-Fi的成功，Wi-Fi联盟推出了另一个新标准——Wi-FiHaLow。这是一种安全节能的星型网络拓扑结构，可以实现1公里距离的通信。Wi-FiHaLow通过Wi-Fi技术实现中短距离高速视频流和远距离数据传输的强大性能。什么是Wi-FiHaLow？扩大Wi-Fi技术范围的想法得到了许多行业先驱的支持，并随着IEEE802.11ah标准的批准而得到巩固。支持者致力于使用Wi-FiHaLow，并制定了认证计划以加速市场采用和采纳。努力得到了回报。Wi-Fi联盟推出了Wi-FiCERTIFIEDHaLow?计划，以满足物联网和工业物联网不断增长的需求。MorseMicroelectronics正在提供首个Wi-FiHaLowCERTIFIED开发平台以支持该计划的启动。“Wi-FiCERTIFIEDHaLow进一步扩大了Wi-Fi在IoT中的主导作用，以满足远距离安全互通和更低功耗的一系列需求。Wi-FiHaLow是Wi-Fi产品组合的一个惊人补充，使完整的Wi-Fi功能无与伦比的连接产品；在不断发展的物联网中在简化连接的机会不断增长的市场中，Wi-FiHaLow建立在普遍信任的Wi-Fi基础之上，为新兴的物联网应用铺平了道路将使家庭、企业和工业受益。”Wi-FiHaLow是一种开放标准无线网络技术，在850-950MHz范围内运行，通常称为sub-GHz范围。在较低频率下运行的优势在于，与在较高频率下相比，信号可以传播更远的距离并且可以穿透墙壁和障碍物。标准Wi-Fi使用更高频率（2.4GHz、5GHz或6GHz）的无线电波，可实现短距离内的高吞吐量数据传输。新的Wi-FiHaLow技术扩展了Wi-Fi的范围，更重要的是，它的功耗极低，可延长电池寿命。这将大大降低偏远或难以到达地区的运营和维护成本。Wi-FiHaLow的主要优势基于IEEE802.11ah开放标准星型网络拓扑Sub-GHz范围运行支持远距离传输，可达1公里；距离是当前Wi-Fi信号穿透墙壁的10倍电池寿命超过5年，具体取决于应用程序无需专有集线器或网关互联网访问基于WPA3和Wi-Fi的内置安全性EnhancedOpen?Link数据速率长距离(>1Km)从网络上的150Kbps到短距离上的86.7Mbps（图1）。图1：Wi-FiHaLow表现出强大的性能，数据速率范围从长距离150kbps到短距离86.7Mbps（来源：Wi-Fi联盟白皮书）安全Wi-FiHaLow利用“Wi-Fi访问保护”》（WPA）安全标准制定。该技术对用户数据进行加密，以保护无线网络免受外部威胁。该标准现已进入第三代。所有新的Wi-FiCertified设备，包括Wi-FiHaLow，都需要通过Wi-FiCERTIFIEDWPA3?要求。WPA3利用对等实体的同步验证(SAE)，修复漏洞并减轻旧安全协议的威胁，支持更长的加密密钥和个性化数据保护，从而确保每个客户端和接入点之间的连接。它们之间数据流量的单独安全性，以防止一个客户端的数据被连接到同一网络的另一个客户端解密。这种最新的安全协议使攻击者更难通过猜测密码侵入网络，即使网络密钥（密码）被破解也无法解密过去的数据。比较Wi-FiHaLow从市场上的许多其他低功耗广域网(LPWAN)中脱颖而出。如图2所示，Wi-FiHaLow具有数十Mbps的数据速率，使其成为唯一能够通过网络传输视频的协议。图2：Wi-FiHaLow与其他LPWAN技术相比（来源：MorseMicroelectronics）电池寿命实际电池寿命取决于应用、传输的数据量和频率。尽管如此，不同的网络特性可以决定网络中设备使用能源的效率。网络数据速率越快，无线电传输数据和返回低功耗模式的速度就越快。除了高数据速率，Wi-FiHaLow还引入了“目标唤醒时间”等增强型睡眠模式和“受限访问窗口”等流量调度程序，让每个星形网络设备进入睡眠状态以节省能源，忽略不相关的网络流量.另一方面，网状网络，例如Zigbee、Z-wave或Thread使用的网络，在网络边缘之间传输时，每个节点必须接收和重新传输相同的数据。Wi-FiHaLow实施“先听后说”，以最大限度地减少数据冲突并保持较高的网络利用率。相比之下，网状拓扑需要网络中更多的设备来覆盖与Wi-FiHaLow相同的区域（Zigbee/Z-wave/Thread节点覆盖20-30米，而Wi-FiHaLow为1公里）。这一点，再加上每个节点都需要重新传输数据，会导致更高的网络拥塞、更多的冲突和更短的电池寿命。图3显示了IMEC（微电子研究中心）所做的比较，其中将Wi-FiHaLow电池寿命与以十分钟传输间隔使用的其他技术进行了比较。在此分析中，Wi-FiHaLow的电池寿命为3.15年，比其他LPWAN更长。技术图3：电池寿命比较（来源：Wi-Fi联盟白皮书）Wi-FiHaLow用例该技术具有广泛的应用。包括家庭和楼宇自动化、运输和物流、工业无线通信、汽车、网状网络的带外控制、太阳能管理、医疗保健、Wi-FiHaLow+2.4GHz混合应用等。扩展范围的用例-室外摄像机房所在的地块的大小因位置而异。在城市里，房子可能更小，没有院子或院子很小。然而，当远离市中心时，房屋可能会更大，地块也更大，这使得远程摄像机的安装和连接成为一项挑战。Wi-FiHaLow技术解决了这个问题。低功率摄像机可以使用电池运行，并安装在信号不会被树木或其他障碍物阻挡的广阔土地上的关键区域。图像或视频信号可以轻松到达本地监控或云端访问的接入点。事实上，基于Wi-FiHaLow的摄像头还可以使公寓大楼受益，覆盖地下停车场或屋顶等难以到达的公共区域。室外摄像头用例也可以应用于畜牧业。例如，可以将摄像机放置在战略位置以监控牛群并帮助识别有特定奶牛或牛群需要医疗保健的迹象，从而提高生产力。此外，还可以在围栏的外缘安装摄像头，以监视接近的入侵者，例如野生动物，以帮助保护牲畜和宠物。更重要的是，这些远程摄像机的电池可以使用多年，提供便利并降低维护成本。蓄势待发Wi-FiHaLow正在蓄势待发，Wi-Fi联盟正在采取重要措施来推广这些优势、扩大现有Wi-Fi标准的范围并鼓励开发人员参与。关键问题是有哪些资源可以支持这项技术的发展。
