物聯(lián)網(wǎng)不斷為我們帶來更美好的未來:冰箱能夠自動在當?shù)仉s貨店訂購食物以補充自己，橋梁向迎面而來的汽車發(fā)出冰凍表面的警告，或者是監(jiān)控你的健康狀況并將實時數(shù)據(jù)直接發(fā)送到醫(yī)生的iPhone上的智能設(shè)備。雖然這一切可能很快觸手可及，我們必須意識到，在這些場景的背后，是巨大的機器使夢想成為現(xiàn)實。沒有我們周圍無數(shù)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，這些夢想永遠不會實現(xiàn)。


IoT技術(shù)的炒作到底是什么？
自20世紀中期以來，計算機技術(shù)一直伴隨著我們。但是，物聯(lián)網(wǎng)背后的技術(shù)早已成熟，遙測科學是物聯(lián)網(wǎng)的最早代名詞，自下半年以來已用于測量和收集天氣數(shù)據(jù)或通過電話線，無線電波和衛(wèi)星通信跟蹤野生生物19世紀。盡管存在所有技術(shù)限制，但它為機器對機器通信（M2M）的概念奠定了基礎(chǔ)，該概念隨著連接解決方案的發(fā)展而逐漸發(fā)展，催生了我們今天所知的物聯(lián)網(wǎng)概念。

未來的未來將涉及數(shù)以百萬計的受管理和監(jiān)視資產(chǎn)。現(xiàn)在輪到我們了，整個IT /電信行業(yè)，通過提供安全可靠的解決方案來幫助每個人從物聯(lián)網(wǎng)中受益.
物聯(lián)網(wǎng)(IoT)是一個具有唯一標識符的數(shù)字設(shè)備、機器、物體、動物或人組成的系統(tǒng)，能夠在網(wǎng)絡(luò)上傳輸和共享數(shù)據(jù)，而不需要人對人或人對計算機進行交互。物聯(lián)網(wǎng)彌合了實體世界和虛擬世界之間的鴻溝，旨在創(chuàng)造智能環(huán)境，讓個人以及整個社會能夠以更智能、更舒適的方式生活。盡管聽起來有些浮夸，但物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠郑翢o疑問，它將永遠存在于其中。考慮到這些，現(xiàn)在讓我們簡要地了解一下物聯(lián)網(wǎng)世界背后使其運轉(zhuǎn)的機制。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)由什么組成?
考慮到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的多樣性和數(shù)量眾多的技術(shù)解決方案，如果你想在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迷宮中找到出路，這可能是一項艱巨的任務(wù)。然而，為了簡單起見，我們可以將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)堆棧分解為4個基本技術(shù)層，這些技術(shù)層涉及到使物聯(lián)網(wǎng)工作。這些是:

設(shè)備硬件
設(shè)備是實際上構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)中“事物”的對象。作為現(xiàn)實世界與數(shù)字世界之間的接口，它們可能會采用不同的大小，形狀和技術(shù)復(fù)雜性級別，具體取決于在特定的IoT部署中需要執(zhí)行的任務(wù)。無論是針頭大小的麥克風還是重型建筑機械，幾乎每種物質(zhì)對象（甚至是有生命的動物，例如動物或人類）都可以通過添加必要的儀器（通過添加傳感器或執(zhí)行器以及適當?shù)能浖┒兂蛇B接的設(shè)備。測量并收集必要的數(shù)據(jù)。顯然，傳感器，執(zhí)行器或其他遙測設(shè)備也可以自己構(gòu)成獨立的智能設(shè)備。

設(shè)備軟件
這實際上是使連接的設(shè)備“智能”的原因。該軟件負責實現(xiàn)與云的通信，收集數(shù)據(jù)，集成設(shè)備以及在IoT網(wǎng)絡(luò)內(nèi)執(zhí)行實時數(shù)據(jù)分析。更重要的是，該設(shè)備軟件還滿足了應(yīng)用程序級別的功能，使用戶可以可視化數(shù)據(jù)并與IoT系統(tǒng)交互。

通信
在設(shè)備硬件和軟件就位之后，必須存在另一層，它將為智能對象提供與IoT世界其他地區(qū)交換信息的方式方法。盡管通信機制與設(shè)備硬件和軟件緊密相關(guān)，但將它們視為獨立的層至關(guān)重要。通信層包括物理連接解決方案（蜂窩，衛(wèi)星，LAN）以及在各種物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境（ZigBee，Thread，Z-Wave，MQTT，LwM2M）中使用的特定協(xié)議）。選擇相關(guān)的通信解決方案是構(gòu)建每個IoT技術(shù)堆棧的關(guān)鍵部分之一。所選擇的技術(shù)不僅將決定向云端發(fā)送數(shù)據(jù)或從云端接收數(shù)據(jù)的方式，還將決定如何管理設(shè)備以及它們?nèi)绾闻c第三方設(shè)備通信。出于本文的目的，我們將在下文中詳細介紹一些當今的通信解決方案。

平臺
如前所述，得益于“智能”硬件和安裝的軟件，該設(shè)備能夠“感知”周圍發(fā)生的事情，并通過特定的通信渠道將其傳達給用戶。一個物聯(lián)網(wǎng)平臺是一個以用戶友好的方式收集，管理，處理，分析和呈現(xiàn)所有這些數(shù)據(jù)的地方。因此，使這種解決方案特別有價值的不僅是其數(shù)據(jù)收集和管理功能，還在于它能夠從設(shè)備通過通信層提供的數(shù)據(jù)部分中分析和發(fā)現(xiàn)有用的見解的能力。同樣，市場上有很多IoT平臺，可以根據(jù)特定IoT項目的要求以及諸如架構(gòu)和IoT技術(shù)堆棧，可靠性，自定義屬性，使用的協(xié)議，硬件不可知論，安全性和成本等因素來選擇效力。還值得一提的是，平臺既可以本地安裝也可以基于云安裝。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)堆棧中的連接解決方案:

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)實生活中有盡可能多的應(yīng)用，其背后并不缺少連接解決方案。根據(jù)給定IoT用例的規(guī)范，每個通信選項可能會提供不同的服務(wù)啟用方案，同時在功耗，范圍和帶寬之間進行權(quán)衡。例如，如果您要構(gòu)建智能家居，則可能需要將室內(nèi)溫度傳感器和供暖控制器與智能手機集成在一起，以便可以遠程監(jiān)控每個房間的溫度并根據(jù)當前溫度進行實時調(diào)整。需要。在這種情況下，推薦的解決方案是專門為家庭自動化環(huán)境而設(shè)計的，基于IP的IPv6網(wǎng)絡(luò)協(xié)議Thread，該線程是專門為家庭自動化環(huán)境設(shè)計的。

考慮到通信標準和協(xié)議的這種多樣性和多樣性，人們可能會提出一個關(guān)于開發(fā)新解決方案的實際需求的問題，同時已經(jīng)使用了數(shù)十年的久經(jīng)考驗的Internet協(xié)議。原因是現(xiàn)有的Internet協(xié)議（例如，傳輸控制協(xié)議/ Internet協(xié)議（TCP / IP））通常效率不高且功耗太高，無法在新興的IoT技術(shù)應(yīng)用程序中高效工作。本節(jié)將簡要概述專門供物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)使用的主要替代Internet協(xié)議。
概述涉及每種解決方案實現(xiàn)的射頻范圍細分的最受歡迎的IoT無線電技術(shù)：短距離IoT無線電解決方案，中距離解決方案和遠距離廣域網(wǎng)解決方案。

短距離物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)解決方案：

藍牙
作為成熟的短程連接技術(shù)，藍牙被認為是關(guān)鍵解決方案，尤其是對于可穿戴電子產(chǎn)品市場的未來而言，例如無線耳機或地理位置傳感器，尤其是考慮到藍牙與智能手機的廣泛集成。藍牙低功耗（BLE）協(xié)議在設(shè)計時考慮了成本效益并降低了功耗，僅需要很少的設(shè)備電源。但是，這是一個折衷方案：當頻繁傳輸大量數(shù)據(jù)時，BLE可能不是最有效的解決方案。

RFID

作為有史以來首批實施的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用之一，射頻識別（RFID）為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供定位解決方案，尤其是在供應(yīng)鏈管理和物流領(lǐng)域，這需要能夠確定建筑物內(nèi)物體的位置。RFID技術(shù)的未來顯然將遠遠超出簡單的本地化服務(wù)，其可能的應(yīng)用范圍從跟蹤醫(yī)院患者到提高醫(yī)療保健效率，再到提供實時商品位置數(shù)據(jù)以最大程度地減少零售店的缺貨情況。

媒介范圍解決方案：

WIFI

它是基于IEEE 802.11開發(fā)的，仍然是最廣泛使用且廣為人知的無線通信協(xié)議。由于需要保持較高的信號強度和快速的數(shù)據(jù)傳輸以實現(xiàn)更好的連接性和可靠性，因此其在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的廣泛使用主要受到功耗高于平均水平的限制。作為物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)中的一項關(guān)鍵技術(shù)，WiFi為數(shù)量眾多的物聯(lián)網(wǎng)解決方案提供了廣闊的基礎(chǔ)，但它也需要進行營銷管理和使用，才能為服務(wù)提供商和用戶帶來利潤。

ZIGBEE

該流行的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)標準在流量管理系統(tǒng)，家用電子產(chǎn)品和機器行業(yè)中發(fā)現(xiàn)了最頻繁的應(yīng)用。Zigbee建立在IEEE 802.15.4標準之上，支持低數(shù)據(jù)交換速率，低功耗操作，安全性和可靠性。

THREAD
Thread專為智能家居產(chǎn)品而設(shè)計，利用IPv6連接性使連接的設(shè)備能夠相互通信，訪問云中的服務(wù)或通過Thread移動應(yīng)用程序與用戶交互。Thread的批評者指出，在市場飽和的情況下，另一種無線通信協(xié)議會導致IoT技術(shù)堆棧內(nèi)部的進一步分化。

遠程廣域網(wǎng)（WAN）解決方案：

NB-IOT
窄帶物聯(lián)網(wǎng)是現(xiàn)有3GPP技術(shù)的產(chǎn)物，它是一種全新的無線電技術(shù)標準，可確保極低的功耗（電池使用10年），并提供信號強度約為1的連接性。比2G的情況低23 dB。更重要的是，它使用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)，不僅可以確保LTE網(wǎng)絡(luò)的全球覆蓋范圍，還可以確保信號質(zhì)量。在許多情況下，這一事實允許實現(xiàn)NB-IoT，而不是需要構(gòu)建局域網(wǎng)（例如LoRa或Sigfox）的解決方案。

LTE-CATM1
LTE-Cat M1是一種低功率廣域（LPWA）連接標準，用于連接具有中等數(shù)據(jù)速率要求的IoT和M2M設(shè)備。與2G，3G或LTE-Cat 1等蜂窩技術(shù)相比，它支持更長的電池生命周期，并提供更大的內(nèi)置范圍。

由于與現(xiàn)有LTE網(wǎng)絡(luò)兼容，CAT M1不需要運營商構(gòu)建新的基礎(chǔ)架構(gòu)即可。實施它。與NB-IoT相比，LTE Cat M1被證明是移動用例的完美選擇，因為它在蜂窩站點之間的切換處理明顯更好，并且與高速LTE非常相似。

LoRaWANLoRaWAN是一種低功耗遠程廣域網(wǎng)協(xié)議，針對低功耗進行了優(yōu)化，并支持具有數(shù)百萬個設(shè)備的大型網(wǎng)絡(luò)。面向廣域網(wǎng)（WAN）應(yīng)用，LoRaWAN旨在為低功耗WAN提供功能，以支持IoT，M2M，智能城市和工業(yè)應(yīng)用中的低成本，移動和安全的雙向通信。

Sigfox
Sigfox的概念是為要求低數(shù)據(jù)傳輸水平的低功率M2M應(yīng)用程序提供有效的連接解決方案，這些應(yīng)用程序的WiFi范圍太短，而蜂窩范圍太昂貴且太耗電。Sigfox使用UNB，這項技術(shù)使它能夠處理每秒10到1,000位的低數(shù)據(jù)傳輸速度。與蜂窩通信解決方案相比，它的能耗降低了100倍，而2.5Ah電池的典型待機時間為20年。Sigfox提供健壯，節(jié)能和可擴展的網(wǎng)絡(luò)，能夠支持跨越幾平方公里區(qū)域的成千上萬個電池供電設(shè)備之間的通信，事實證明Sigfox適用于各種M2M應(yīng)用，包括智能路燈，智能電表，病人監(jiān)護儀，安全性設(shè)備，和環(huán)境傳感器。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)–結(jié)論
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)使我們在家庭，公共場所，辦公室和工廠中感到舒適，并且鑒于其發(fā)展的迅捷速度，似乎物有所值的物聯(lián)網(wǎng)短語“任何可以連接的東西都將被連接”越來越接近我們的日?，F(xiàn)實。因此，真正的問題不應(yīng)該是什么時候發(fā)生，而應(yīng)該在保持安全性和成本效益等關(guān)鍵功能的同時，如何進行連接以實現(xiàn)盡可能高的效率?？紤]到這種方法，部署大量低功耗，低帶寬設(shè)備的部署將需要使用LwM2M，一種輕量級協(xié)議，專為管理此類資源受限的機器而設(shè)計。因此，從這種實際的角度來看，在給定的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中成功的問題似乎歸結(jié)為從大量現(xiàn)有解決方案中選擇合適的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。