如果你熟悉物聯(lián)網(wǎng)，你就會知道有很多物聯(lián)網(wǎng)連接的選擇。從Wi-Fi到藍(lán)牙，從NB IoT到CAT-M1，從LoRa到RPMA，很難全部理解，更不用說哪個最適合您的特定IoT應(yīng)用程序了。

每個物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序都有其獨(dú)特的要求，因此對于一種應(yīng)用程序來說令人驚奇的IoT連接選項(xiàng)可能對另一種應(yīng)用程序來說是糟糕的。您的應(yīng)用程序可能有數(shù)千個遠(yuǎn)程傳感器，因此電池壽命是一個至關(guān)重要的考慮因素。您的應(yīng)用程序可能需要發(fā)送大量數(shù)據(jù)，例如視頻，因此高帶寬至關(guān)重要?；蛘吣膽?yīng)用程序可能涉及生死攸關(guān)的決定，因此時間是首要考慮因素。因此，為您的特定需求選擇最佳的IoT連接選項(xiàng)至關(guān)重要。

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本文將概述LPWAN(低功耗廣域網(wǎng))，包括它是什么以及LPWAN技術(shù)相對于其他物聯(lián)網(wǎng)連接選項(xiàng)的優(yōu)勢。

最終，您將知道LPWAN是否適合您的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序，如果是，如何最好地向前發(fā)展。

什么是LPWAN?

首先要了解的是LPWAN(低功耗廣域網(wǎng))不是標(biāo)準(zhǔn)。它是一個廣義術(shù)語，涵蓋專有和開放源代碼的各種實(shí)現(xiàn)和協(xié)議，顧名思義，它們具有共同的特征：

• 低功耗：使用小型廉價電池即可使用多年。
• 廣域：在城市環(huán)境中的工作范圍通常超過2公里。

實(shí)現(xiàn)低功耗和寬范圍的物理限制是數(shù)據(jù)量小。大多數(shù)LPWAN技術(shù)每天只能發(fā)送少于1000字節(jié)的數(shù)據(jù)或每秒少于5000位的數(shù)據(jù)。

LPWAN的好處

上述特性使LPWAN成為以下類別的IoT應(yīng)用程序的絕佳選擇：

• 密集區(qū)域：用于智能照明、智能電網(wǎng)和資產(chǎn)跟蹤的城市或大型建筑。
• 長期監(jiān)測：長期安裝和監(jiān)測的傳感器和儀表(如水表、氣體探測器、智能農(nóng)業(yè)和遙控門鎖)。

簡而言之，LPWAN技術(shù)在設(shè)備需要在寬范圍內(nèi)發(fā)送小數(shù)據(jù)同時又需要保持多年電池壽命的情況下效果很好。這將LPWAN與其他無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(例如藍(lán)牙，RFID，蜂窩M2M和ZigBee)區(qū)分開來，如下所示，它們在帶寬和范圍上都具有優(yōu)勢。

LPWAN與蜂窩

蜂窩網(wǎng)絡(luò)主要遭受電池壽命不足的困擾，并且可能在覆蓋范圍上存在差距。另一個困難是技術(shù)淘汰(當(dāng)一項(xiàng)技術(shù)被有意淘汰時)：美國有3000萬個2G端點(diǎn)因淘汰而成為孤兒。許多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備必須在網(wǎng)絡(luò)上保留10年。如果蜂窩網(wǎng)絡(luò)處于日落狀態(tài)并且不再支持該設(shè)備，那就沒有經(jīng)濟(jì)意義了。

LPWAN與蜂窩LPWA(NB-IoT)

蜂窩LPWA最顯著的方面仍在開發(fā)中。正如上面提到的蜂窩網(wǎng)絡(luò)，技術(shù)衰退是一個巨大的問題。Cat-0被吹捧為長期解決方案，但最終成為了犧牲品。

目前正在積極研究LTE-M、NB-IoT、EC-GSM和5G-IoT，但它們都不是交叉兼容的，它們是否適合長期的IoT解決方案還沒有定論。AT&T和Verizon現(xiàn)在正在推出LTE-M的初始版本，因此市場肯定在升溫。

LPWAN與Mesh網(wǎng)絡(luò)

像ZigBee這樣的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)正在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中使用。實(shí)際上，許多家庭自動化系統(tǒng)都部署了ZigBee，但是ZigBee并不是LPWA應(yīng)用程序的理想選擇。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)僅在中等距離時才有用，而沒有LPWAN技術(shù)的遠(yuǎn)程功能。

更重要的是，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的電池效率不高，因?yàn)槊總€節(jié)點(diǎn)必須不斷接收并重復(fù)相鄰的RF信號。當(dāng)傳感器擴(kuò)展到成千上萬時，ZigBee或其他網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)無法充分滿足LPWA應(yīng)用程序的需求。

LPWAN與本地RF

本地RF包括藍(lán)牙和NFC，但是這些選項(xiàng)根本沒有對許多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用有用的范圍。