物联网通信技术分为短距离无线局域网和低功耗无线广域网 (LPWAN) 两大类，蓝牙、Wi-Fi、ZigBee等属于短距离无线局域网，LPWAN主要用于远距离、低带宽、低功耗、大量连接需求的物联网应用场景，近几年在市场上风生水起的LoRa就是LPWAN中最具代表性的技术。
物联网在应用上具有广泛多样性，因此，在设计过程中很难找到一个一刀切的无线通信解决方案。为了帮助大家在工作中快速寻找到符合特定项目需求的最佳无线连接方案，本文将对IoT中应用最广泛的几种无线通信技术逐一进行梳理。
1、LPWAN
LPWAN通过使用小型电池即可提供长达数年的远程无线通信，该技术专门用于支持遍布工业和商业校园的大规模物联网网络，为那些无需频繁数据传输，且低速和低移动性的设备 (如IoT传感器) 提供连接。在保持低功耗情况下，LPWAN可为数千个传感器在广域范围内通信，在消耗品监控、环境监控、占用检测和资产跟踪等领域有着广泛应用。
LPWAN中包含多种无线通信技术和标准。在需要授权许可频谱中运行的LPWAN技术有：
● LTE-M
● NB-IoT
无需授权许可的LPWAN技术则是：
● LoRa
● Sigfox
目前，LoRaWAN和NB-IoT已显示出强劲的应用势头，有望在未来几年获得LPWAN市场较大的份额。
LPWAN中包含多种无线通信技术和标准。在需要授权许可频谱中运行的LPWAN技术有LTE-M和NB-IoT，LoRa、Sigfox等则属于无授权许可的LPWAN技术。目前，LoRaWAN和NB-IoT已显示出强劲的应用势头，有望在未来几年获得LPWAN市场较大的份额。
与LTE一样，NB-IoT在上行链路中使用频分多址 (FDMA) ，在下行链路中使用正交FDMA (OFDMA) 以及正交相移键控 (QPSK) 调制。NB-IoT在许可频谱上没有占空比限制，但其代价是相对于LoRaWAN的更高总拥有成本 (TCO) 。另外，作为一种同步协议，NB-IoT比LoRaWAN能耗要大得多。那些需要频繁通信的IoT应用可以选择NB-IoT，比如，连接远程环境传感器，以测量不同的天气要素，如压力、湿度、风速、温度等。
2、蓝牙和蓝牙低功耗 (BLE)
蓝牙是一种短距离无线通信技术，它最初是为无线耳机设计的，但后来扩展到视频游戏控制器、打印机、扬声器等应用。目前有两种蓝牙版本，即经典蓝牙和蓝牙低功耗 (BLE) 。经典蓝牙 (Bluetooth Classic) 最初用于消费设备之间的点对点或点对多点 (最多七个从属节点) 的数据交换。后来，针对功耗进行优化，引入了蓝牙低功耗技术以此解决功耗敏感型的IoT应用需求。
支持BLE的IoT设备通常与智能设备 (如智能手机) 一起使用，在这里，智能手机主要负责向云端传输数据。现在，BLE被广泛集成到健身和医用可穿戴设备 (如智能手表、血糖仪、脉搏血氧仪等) 以及智能家居设备 (如门锁) 中。2017年发布的蓝牙Mesh规范实现了更具可扩展性的设备部署，特别是在零售环境中。BLE beacon网络因提供多种室内定位功能，可用于解锁新的服务创新，如内容交付、店内导航和个性化促销等。这些新技术的出现都是面向市场需求蓝牙技术不断扩展的结果。
3、Zigbee和其他Mesh协议
Zigbee是一种短距离、低功耗的无线标准 (IEEE 802.15.4) ，工作频率为2.4GHz，耗电极少。通常部署在网状拓扑中，通过在多个传感器节点上中继传感器数据来扩展覆盖范围。与LPWAN相比，Zigbee提供了更高的数据传输速率，但同时，由于网格配置，功率效率要低得多。通常情况下，Zigbee是Wi-Fi的完美补充，是智慧照明、HVAC控制、智能仪表、家庭能源、安全监控和智能恒温器等家庭自动化应用的理想选择。
在LPWAN出现之前，mesh网络已经在工业环境中实现，支持多种远程监控解决方案。然而，对于地理位置分散的许多工业设施来说，它们远不是理想的方案，而且它们的理论可扩展性往往受到日益复杂的网络设置和管理的限制。由于物理距离较短 (<100m) ，Zigbee和类似的mesh协议 (如Z-Wave、Thread等) 非常适合近距离、节点均匀分布在附近的中距离IoT应用。
4、Wi-Fi
Wi-Fi是当今应用最广泛的无线通信技术之一，它的版本比较多，如802.11b、802.11n、802.11a、802.11g和802.11ac，这些标准在数据速度和成本方面差异很大。传输频率高是Wi-Fi与其他无线技术的一个关键区别，这意味着它可以携带更多的数据。不过，Wi-Fi的功率要求很高，覆盖范围有限。虽然Wi-Fi在企业和家庭中有着极其广泛的应用，但在IoT领域，因其在覆盖范围、可扩展性和功耗方面的限制，大大降低了它的普及程度。对于不使用电池供电且需要传输大量数据的IoT应用，Wi-Fi仍然是一个极好的选择。新一代的Wi-Fi 6，网络带宽最高已达到9.6Gbps，大幅提升了设备的数据吞吐量，有助于增强公共Wi-Fi基础设施，同时改善娱乐和零售行业数字服务的客户体验。如果将Wi-Fi 6用于信息娱乐和车载诊断的车内网络，这将成为最能改变游戏规则的Wi-Fi使用案例。
5、RFID
B射频识别 (RFID) 利用无线电波在短距离内将少量数据从RFID标签传输到阅读器。这种物联网无线技术既可以在视线之外工作，也可以在连接标签时工作，标签能在几厘米甚至几米的范围内读取。通过在各种产品和设备上贴上RFID标签，企业可以实时跟踪库存和资产，从而实现更好的库存和生产计划以及优化的供应链管理。随着IoT采用率的提高，RFID继续在零售行业占据一席之地，支持智能货架、自助结账和智能镜子等新的物联网应用。
6、4G/5G
蜂窝网络为消费者移动市场提供可靠的宽带通信，如视频流和语音呼叫应用。然而，这些无线技术具有高功耗和高运营成本。虽然蜂窝网络不适用于大多数由电池驱动的物联网应用，但它们对于一些特定应用非常适合，如车内信息娱乐、高级驾驶员辅助系统 (ADAS) 以及车队远程信息处理和跟踪服务，都可以依赖无处不在的高带宽蜂窝连接。在IoT领域，具有超低延迟和高速移动支持的5G等蜂窝技术有望成为增强现实 (AR) 和自动驾驶的未来。由于通信延迟比4G短10倍，5G正在成为工业物联网 (IIoT) 、医疗数据实时传输和公共安全监控视频等时间关键型应用的绝佳选择。
如何选择最适合的物联网无线技术？
要选择正确的物联网无线技术，需要根据具体需求来评估，在功耗、数据范围和带宽之间进行权衡，同时还要考虑电池大小、成本、传输距离以及固件更新等因素。下面我们列出以下几个问题，回答了这些问题后，你可能就找到了答案：
● 需要传输的数据量
● 需要的功率
● 传输距离
● 费用成本
● 安装位置
物联网应用中有许多优秀的无线通信技术。然而，没有一种技术是面面俱到的。选择最佳无线技术首先取决于物联网项目的具体要求和需求。此外，准确评估带宽、功耗、QoS、网络管理、安全性和覆盖范围有助于缩小选择范围。
如果需要无线传感器功能，可以通过增加无线物联网控制器实现。
● 内置电池或外接5V电源供电
● 无线传输方式支持4G、NB、WIFI、LORA等
● 支持所有传感器接口
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