能够引爆物联网的无线连接技术需要做到什么

（文章来源：diobook）

物联网的主要任务是把物——除了人类以外的所有动植物以及没有生命的物体——连接到网络，以便人类可以获得更多的信息，更好地控制他们，可见“连接”是物联网的基本和必需的功能，这种连接的普及与否标志着物联网的普及与否。但问题是，这些连接并不是免费的，需要成本。既然有成本，必然需要有人投资，因此，从商业的角度来看，连接的普及程度跟连接的投资收益（ROI）是正相关的：连接的成本越低，连接的价值越高，投资收益越高，普及起来就越容易。因此，我们需要选择低成本、价值高的连接技术。那么哪些连接技术能够符合这个条件呢？

市场上有很多种连接技术，从信号传输介质来看，可以分为有线技术和无线技术，但显然，无线技术才会是物联网连接的主流，理由很简单：从成本上来看，有线技术无论是建设成本还是维护成本都要比无线技术高得多，连接越多，成本相差越大，那么对于万物互联级别的巨量连接来说，无线技术的成本优势更加明显。因此，无线连接是物联网连接的主要形式。因此，下文我们将重点讨论无线连接技术。

无线物联网至少会包含两个部件：无线网关（或者叫基站）和无线终端，前者跟无线物联网络的成本直接相关，后者则决定了这个物联网的价值。一个简单的逻辑是，降低无线物联网络的成本，提高物联网的价值就能够提升该物联网的投资收益（ROI）。

降低网络成本无线物联网络的最核心部件是无线网关（或者叫基站），因此，无线网络的建设成本主要就是无线网关的软硬件成本、部署成本，另外还有这些网关使用过程中的使用成本和维护成本。很简单地就可以看出：对于给定的覆盖范围来说，网关数量越少，网络的软硬件成本、部署成本、使用成本和维护成本就越低，也就是无线物联网络成本就越低。而如何减少网关数量呢？显然跟网关的覆盖能力有关系，也就是跟所选用的无线连接技术的通讯距离相关。

降低终端成本终端的成本主要是各种终端的硬件成本、部署成本、使用成本和维护成本。硬件成本可以随着部署规模的扩大而降低。对于部署来说，安装越简便，成本越低，免安装对于部署成本来说可以降到最低。使用成本一般就是能耗成本，对于大多物联网终端来说就是电池成本，电池成本是跟电池容量成正比的，因此需要终端的功耗要相当低。而对于大规模部署来说，维护的工作量就会变得很大，这不像连人的手机和电脑，人们本身会照顾它们，但物不会，需要人工。在实际项目中，维护主要是保持供电（更换电池或者充电等）、更新以及维修等。

网络价值来自何处？答曰使用价值。如何提高使用价值，用一句话总结是让接入的终端数量多多益善。如何提高终端数量呢？必须要满足两个条件，一个是容量要大，另一个是要能满足尽可能多业务的需要。

网络容量大容量是接入大量终端的基础要求，这很容易理解，因此不展开讲了。但我需要重点说明的是市场上宣传的网络容量要注意深究一下是静态容量还是并发容量。如果是前者的话，也就是注册的用户数量，只要有足够的存储空间就可以，实际意义并不大；真正有意义的是并发容量，也就是同时在线的用户数量，因为只有在线的用户才能有效工作，这对时延要求比较高的业务来说非常重要，而满足不同时延的业务需求也是下一个提高网络价值——适用业务广——的关键点。而只有网络容量大，网络的广覆盖才有意义。

适用业务广如果网络只能适应比较狭窄的业务需求，那么就要求他们具有很高的集聚性，例如仓储货物标签、大型超市的价格标签等，这类终端相对比较一致，密度比较高，因此只要能够满足他们特征的物联网技术都会具有不错的收益，事实上也是目前物联网建设的重点业务。但这种单一或者少数业务高密度部署的场景只是现实场景中很小的一部分，而且，即使是在这些业务的空间内，也有环境监控、自动化控制等物联网业务的需求，他们对时延、带宽、传感器等部件、计算能力等都有不同的要求。

综上所述，要想提高物联网的投资收益，关键是要满足三大关键特性：广覆盖（通讯距离长、容量大）、低时延和低功耗，缺一不可。满足广覆盖的特性，则单网关覆盖范围就大，对于一定区域的网络覆盖来说，所用的网关数量更少，也就是说，部署更快速、维护更容易等。这主要是降低了网络的总体成本。

对于时延，不同的物联网业务对于时延的要求是不同的，高时延的业务采用低时延技术是可以的，反之却不能，因此，低时延可以接入更多种类的物联网业务，这样在一定区域内可以接入更多的终端，提高网络使用价值。这主要提升的是网络的价值。

而低功耗保证了终端设备可以使用低容量电池长时间续航，而低容量电池意味着体积更小，意味着设计更容易、部署更简单、成本更低廉；续航越长，意味着维护工作量越少，这些都降低了终端的总体成本。

因此，广覆盖和低功耗保证了投资成本的降低， 低时延则保证了物联网络的使用价值。市场上能够找到的无线技术主要有WiFi、蓝牙、802.15.4（典型的是Mesh）、蜂窝（Cellular）、LPWAN（目前主要有sigfox、LoRa、NB-IoT等）以及最近刚刚推出的超低功耗无线广域通讯技术LaKi（Last Kilometer IoT network）。

LoRa的Class A和Class B模式以及NB-IoT除DRX模式外的eDRX和PSM模式也只能满足广覆盖和低功耗的要求；LoRa的Class C模式和NB-IoT的DRX模式只能满足广覆盖和低时延的要求。就是无法同时满足这三大特性， 因此，应用范围虽然比SIgfox更加广泛点，但并没有本质的提升，只能适应部分业务的需求。

蓝牙包括BLE和Mesh（如Zigbee/Zwave等）虽然在功耗和时延方面表现不错，但却无法广覆盖，因此只能适宜于小范围的应用，如家庭智能化等，如果要大规模部署的化，就基本不可能了。蜂窝（Cellular）网络也就是我们常用的移动电话网络，覆盖能力和时延都没有大的问题， 但遗憾的是功耗高，也无法适应物联网的要求。

那么，只有LaKi能够满足这三个关键特性了。根据LaKi的发明者千米电子团队的测试，LaKi的通讯距离比4G还强（接受灵敏度-114dB），最高数据速率可达1Mbps——这样的速率对于物联网来说已经能够适应大多数应用的需求了，其模组在一秒响应的模式下，假定每天上传30次数百字节的数据，则500mAh的电量可以续航二十多年！功耗表现比类似工作状态下的NB-IoT和LoRa至少低三个数量级！LaKi还有更多非常优秀的表现：由于带宽比较高，因此单信道轻松支持一秒盘点2000个以上的终端，而LoRa据某公司实测需要半个多小时。LaKi的量产芯片就要上市了，期待它能够给物联网市场带来新的增长动力！
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