说出来你可能不信，有人把BLE/ WIFI/ Zigbee与NB-IoT/ LoRa混搭在一起了…
2017-11-07 15:30:00来源：物联网智库 热度:
在物联网领域，同时存在着各种各样的通讯技术。按传输距离的维度来划分，在局域无线网络范畴内，有广泛应用于可穿戴、家庭、企业等场景的BLE、WIFI、Zigbee、sub1G等;针对广域无线网络，有专门应用于低速率、低功耗、广覆盖物联网业务的LoRa、NB-IoT、eMTC等。
根据市场研究机构Gartner的最新数据显示，到2025年，所有物联网连接中的72%将使用WIFI和Zigbee这样的短距离传输技术。而包含Sigfox、LoRa和NB-IoT等技术在内的低功耗广域覆盖网络，在2025年将占据11%的物联网连接。
多种技术厮杀，物联网从业者应该如何取舍?很多芯片和模块厂商采用同时押宝多种协议的做法。常见的比如同时支持BLE、Zigbee、苹果Homekit和谷歌Thread等重要的局域IoT无线连接技术的单芯片，或同时支持NB-IoT、eMTC、E-GPRS等广域技术的多模产品。无论怎么组合，一般都是遵循局域技术+局域技术，广域技术+广域技术这样的套路。
然而有人却另辟蹊径，尝试把BLE/ WIFI/ Zigbee等局域技术与NB-IoT/ LoRa等广域技术在芯片或模块层面混搭在一起。听到这种思路，你的第一反应是不是不靠谱?
“这样搞你的应用场景是什么?”
“LPWAN本就是为了低功耗，你把它和WIFI混搭在一起还谈什么低功耗?”
……
关于问题的解答尚处于初始阶段，本文展示一些有益的尝试。
多彩的秋天，不仅服装混搭盛行，就连物联网领域将原本互不相干的BLE/ WIFI/ Zigbee与NB-IoT/ LoRa混搭的做法也正在创造潮流。
随着NB-IoT市场的爆发，ARM收购了两家相关领域的公司Mistbase和NextG-Com，积极布局。Mistbase是一家瑞典公司，提供完整的NB-IoT实体层解决方案。NextG-Com是英国公司，为NB-IoT提供完整的第2、3层软件栈。除了充分发挥这些公司的软硬件专业之长，ARM还投资了无线通讯设计，可以提供完整的NB-IoT芯片解决方案，从应用软件一直延伸到天线。
并购之后，ARM丰富并完善了Cordio产品线，以NB-IoT为基础，提供完整的低功率广域网络解决方案LPWAN，并以Bluetooth 5和IEEE 802.15.4标准，为无线个人区域网络WPAN提供完整的无线通讯到应用的服务。这一做法无疑为BLE、Zigbee与NB-IoT的混奠实了基石。
初创公司Pycom是一家多模物联网通讯开发板和模块制造商。创客们能够借助于Pycom的新型硬件，运用多种技术快速设计并连接设备，包括:近距离通讯技术Wi-Fi和BLE;LPWAN通信技术LoRa、Sigfox、NB-IoT和Cat M1等。
例如，L01模块和LoPy开发板支持LoRa远距离无线协议、Wi-Fi和蓝牙连接。借助于MicroPython脚本，器件编程速度可提高10倍，而在用作LoRa Nano网关时，能连接5公里半径范围内多达100个LoPy设备。
不过Pycom的产品定位于小型网关，主要面向开发者和极客，使其应用领域极为有限。
紧随其后，Telit推出了LoRaWAN协议与BLE的组合模块，已经上市。新模块完全符合最新的LoRaWAN标准，是公共或专用网络、智能表计、遥感、工业自动化/监测与控制、无线报警与安全系统、农业、资产追踪、街道照明和智慧城市应用的理想解决方案。
Telit型号为RE866的组合模块支持非授权LPWANLoRaWAN标准和863-931 MHz频段内的BLE近场通讯能力。它提供一条长距LoRaWAN无线电链路和不同的BLE外围及中央功能。该模块具备完全的无线传输能力，可通过远程固件安装和升级跟随标准的演变。
它是与之连接的BLE传感器装置之间的天然网关，将数据发送至LoRaWAN协议网络。RE866还与NE866(LTE Cat NB)模块针脚兼容，可以极低或零成本快速地从授权标准转换至非授权标准。
看到这里，也许你会发现，上述产品有个共性的迷茫:需求痛点和应用场景不明确。BLE、WIFI等局域技术和NB-IoT、LoRa等广域技术的混搭，到底可以解决什么痛点，市场突破口又在哪里?一家名为Sensoro的公司正在尝试拨开迷雾，给出清晰的解答。
通过与超过2100名客户交流之后，他们发现巨头们纷纷大举进入的智能家居目前市场刚需并不明确，只有低于20%的客户诉求。然而，与之形成鲜明对比的是，定位类设备的需求量正在爆发。
于是他们跑到深圳，前前后后花了10个月做了一圈调研，看了大量的所谓“山寨工厂”。有些事情超乎想象，通常一家规模不大的小工厂，每年定位类设备的出货量都可以达到500-600万件，根据测算，这样的白牌企业在深圳至少有50家，也就是每年出货量将近3亿件。虽然相比而言产品较为低端，但却货真价实。
如果具体来看这些定位产品的市场分布，主要聚集于“人”、“车”、“物”这三类对象的定位需求。(当然，车也是物的一种，但它的特殊之处在于，它还是物的载体。)其中关于“人”的定位需求仅占20%，大量的需求在于各种“车”，比如摩托车、小轿车、工业用车…以及各种“物”，比如牛、羊、猪…的定位，占到80%。
在调研中，他们被一名来自白牌企业的哥们问到，“你们知不知道四川有多少头黑猪?”随后其自问自答道:仅仅在林芝靠近藏区的一小片区域，就定位了超过4000万头散养黑猪，也就是生态猪，这些猪对当地人来说就是重要资产。他们当时完全听傻了。
针对定位服务这一市场需求，以前的方案往往使用GPRS+GPS，现在他们研发了LoRa+BLE双模SiP一体化组合芯片，已经可以量产。BLE短程技术与低功耗的LoRa结合，可以提供远距离的数据中继。两项技术均为低功耗，无需频繁更换电池:
BLE将小型无线设备连接到任何需要的物理位置，创建一个集成的短距离网络，无需更换电池即可长时间工作，并可通过智能手机或平板电脑随时随地进行控制。
LoRa负责提供长期安全的双向数据传输和通信，它允许由BLE驱动的网络设备，通过超低功耗的方式与整个物联网网络进行较长距离的通信。LoRa可以发送和接收信号的距离可以达到15公里，并可通过增加额外网关，将距离延伸到数百公里。
肥水不流外人田，他们把LoRa+BLE双模SiP应用在烟雾传感器中，将其作为室内锚点，LoRa负责远程设备管理通讯，BLE负责定位导航，长短距离通讯一气呵成，取代了之前需要经常更换电池的sub1G方案。
基于在使用过程中的核算，新方案可以节省大概78%的成本，来自三个方面:第一是芯片成本，第二是通讯链路本身的成本，第三是在同样电池容量的情况下，人力成本的降低。
无独有偶，寻息电子也推出了蓝牙+LPWAN位置服务系统，通过iBeacon实现近场各类感知数据的采集，通过LoRaWAN将传感器采集数据进行回传。
未来之路充满争议，除了LoRa+BLE和LoRa+GPS的双模SiP，这家公司还在挑战排列组合的另一个“极限”:研发芯片级的NB-IoT+WIFI双模芯片级产品。
说到这里，不得不提及之前的两篇文章，笔者曾经分析过低功耗广域网络(LPWAN)和局域网络(LAN)之间的互补效应，并提出了多模通信技术的混搭，有可能率先突破与支持的应用场景。
说出来你可能不信，有人把BLE/ WIFI/ Zigbee与NB-IoT/ LoRa混搭在一起了…
以智能家电产品为例进行分析。在海尔推出NB-IoT空调时，其中一点是看重NB-IoT的覆盖优势，利用NB-IoT解决在空调中应用时配置的难点。
使用WIFI等短距技术需要用户自己进行配置，匹配过程十分繁琐，要经历手机APP下载、账号注册登录以及设备匹配等诸多步骤，让用户不胜其烦。复杂的操作无法匹配用户对易用性的要求，随着时间的推移，往往出现WIFI热点变化后家电无人维护而不再联网。最终导致使用频次堪忧，对于制造商和消费者而言，都无法实现其核心诉求。
NB-IoT技术相较于WIFI无线连接技术具有明显覆盖优势，能解决空调、冰箱、热水器等所处的边角地带信号不良的问题，甚至是地下室等WIFI盲区，基本保证家里无覆盖盲区。NB-IoT智能空调通过运营商网络直连到云平台，开机激活一次即可自动完成配置连接。在连接手机等移动终端时，通过手机扫秒空调上的二维码，一步即可完成绑定，实现远程操控。
更进一步分析，以往采用WIFI、蓝牙、Zigbee等局域网络技术的物联网场景中，厂商更多构建的是用户合适的使用场景，而对自己产品的生命周期管理缺乏更好的方式。低功耗广域网络LPWAN在各类产品中商用后，厂商可以对自己已经卖出去的产品进行远程生命周期管理，或许基于此能够形成更好的商业模式。
话说回来，同时使用NB-IoT和WIFI两种通讯方案，与研发NB-IoT+WIFI双模芯片毕竟是两回事，实践难度和应用场景都是不同套路。无论是为了提升产品生命周期管理能力、为了对原有解决方案进行纵向扩展，还是为了在复杂场景下提供更多选择，将NB-IoT与WIFI在芯片层面进行集成都并非刚需。
作为两种截然不同的技术，NB-IoT功耗低、速率低，相比之下WIFI功耗和速率都要高得多，将这组矛盾共同体做在一个“片”上，将会面临成本高、功耗不易控制、体积较大等情况，使得应用场景极为受限。
Sensoro把握的场景仍旧是基于位置的服务，设想中的方案采用电池供电，WIFI仅在需要时启动。暮秋至，初冬近，北京雾霾又起。无论如何，NB-IoT+WIFI融合之路，Sensoro已经起步，至于能在雾霾中前行多远，尚待时间的验证。
责任编辑：靳玉凤
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