主流物聯網無線技術都在這了！
本文涉及：藍芽，WiFi，BLE，Zigbee，Z-Wave，6LoWPAN，NFC，WiFi Direct，GSM，LTE，LoRa，NB-IoT和LTE-M。小隱根據它們的功能，資料速度和操作範圍不同而成幾個大類。
一、點對點技術
點對點即表示兩個裝置連線在一起以進行直接通訊。通常只有兩個裝置可以參與對等連線。
1. Bluetooth Classic (經典藍芽)
最知名的點對點無線技術當屬藍芽無疑了。將手機連線到藍芽揚聲器時，藍芽揚聲器是手機和揚聲器之間即為點對點無線連線。
由於相對較短的工作範圍，藍芽功耗相當低。它比WiFi消耗更少的功率，比蜂窩技術少得多，但仍遠遠超過藍芽低功耗或Zigbee等技術。
2. WiFi Direct
大家都知道WiFi，但很少有人聽說過WiFi Direct，即便是幾乎所有手機和平板電腦都支援它。與藍芽一樣，但與傳統WiFi不同，WiFi Direct是一種點對點無線技術。
傳統的WiFi設定了一個接入點，允許許多裝置連線到它。但是，如果你想在沒有接入點的情況下將資料直接從一個裝置傳輸到另一個裝置，該怎麼辦?這就是WiFi Direct發揮作用的地方。
WiFi Direct使用與傳統WiFi相同的基本技術。它使用相同的頻率，並提供類似的頻寬和速度。但是，它不需要接入點，允許兩個裝置具有類似於藍芽的直接連線。
WiFi Direct相對於藍芽的優勢主要是傳輸速度更快。事實上，WiFi Direct比藍芽快一百倍。雖然這個速度是以功耗為代價，但是成本才是最大的障礙。
二、近場通訊
與本文中討論的其他無線技術根本不同。NFC使用在兩個線圈之間共享的電磁場進行通訊，而所有其他無線技術發射無線電波。
由於NFC通過兩個電磁耦合在一起的線圈進行通訊，因此工作範圍很小。兩個耦合線圈基本上形成具有空氣芯的變壓器。
NFC最常見的用途是非接觸式支付系統。雖然支付資料當然是加密的，但NFC的極短操作範圍也有助於消除附近其他人破解交易的可能性。
NFC允許使用無源NFC標籤。在這種情況下，被動意味著沒有電源。相反，無源標籤由NFC讀取器裝置的電磁場供電。通訊和功率傳輸都發生在兩個耦合線圈之間。
無源標籤的優點是它們簡單，便宜，小巧，並且幾乎無限期，因為沒有電池。還提供有源標籤，其中包括電池。
作為旁註，無線充電，通過將裝置放置在充電墊上為裝置充電，也可以利用兩個耦合線圈之間的相同功率傳輸現象。
三、低功耗/短程/低資料網格技術
建立低功耗，低資料網路有四種常用技術：藍芽低功耗，Zigbee，Z-Wave和6LoWPAN。
如果我們的產品是電池供電的，並且需要在短距離內傳送相對較少的資料，那麼這四種技術中的一種可能是最佳解決方案。
所有這四種技術支援的關鍵特性稱為網狀網路，有時也稱為多對多網路。
通常，要將資料從裝置A傳送到裝置C，您必須在裝置A和裝置C之間形成直接連線。對於藍芽和WiFi Direct等對等技術就是這種情況。
但是通過網狀網路，我們可以通過裝置B將資料從裝置A傳送到裝置C.資料從裝置A傳送到裝置B，裝置B然後將資料中繼到裝置C。這允許我們建立龐大的互連裝置網路可以覆蓋功率極低的大面積區域。
例如，假設有26個標記為A到Z的裝置，這些裝置在每個裝置之間以30米左右的距離間隔開。通常情況下，如果將裝置A的資料一直髮送到距離750米遠的裝置Z，則需要一臺功率相當大的發射機。這需要具有大電池的產品。
但是通過網狀網路，我們可以將資料從裝置A中繼到裝置B，再到裝置C等，直到裝置Z.沒有一個裝置必須傳輸超過一百英尺的資料，因此需要的功率由每個裝置都小得多。
網狀網路可以開啟很多非常有趣的應用程式。
1. 藍芽低功耗(BLE)
藍芽低功耗不僅僅是藍芽經典的低能耗版本。事實上，它的應用程式與普通藍芽完全不同。
藍芽LE可能是小隱參與過的專案中最常見的無線功能型別。
BLE有許多應用，但最常見的一種是傳輸感測器資料。每分鐘測量一次溫度的感測器裝置，或者每10分鐘記錄並傳輸其位置的GPS裝置就是一些例子。
在許多情況下，藍芽LE產品僅使用小型鈕釦電池供電。如果資料不經常傳送，則從鈕釦電池執行的BLE裝置可能具有一年或更長的電池壽命。
藍芽LE受到手機和平板電腦的廣泛支援，使其成為將產品與移動應用程式連線的理想解決方案。它還支援高達1Mbps的下降傳輸速度(經典藍芽可以達到2-3 Mbps)。
BLE支援網狀網路，它允許最多32,767個裝置的網狀網路!
除非你有充分的理由選擇其他技術之一(Zigbee，Z-Wave和6LoWPAN)，否則小隱強烈建議你使用藍芽LE。它無疑是最簡單的無線技術，功耗極低，是最受支援的技術。
2. Zigbee
Zigbee是另一種短距離網路技術，在許多方面類似於具有類似應用的藍芽LE。它使用相同的2.4 GHz載波頻率，功耗極低，在類似範圍內執行，並提供網狀網路。
實際上，Zigbee網狀網路可以包含多達65,000個裝置，這是藍芽LE可以支援的兩倍。但是，我還沒有看到推動任何限制的應用程式。
Zigbee主要用於家庭自動化應用，如智慧照明，智慧恆溫器和家庭能源監控。它還常用於工業自動化，智慧儀表和安全系統。
3. Z-Wave
Z-Wave是一種專有無線技術，主要與家庭自動化市場中的Zigbee和BLE競爭。
與使用流行的2.4 GHz頻段的BLE和Zigbee不同，Z-Wave使用低於1GHz的頻段。如果你希望在全球範圍內銷售產品，則許多國家/地區的確切頻段會有所不同。
載波頻率較低有兩個顯著優點：增加範圍和減少干擾。較低頻率的無線電波進一步傳播。
Z-Wave使用的頻段往往沒有那麼擁擠。較低載波頻率的缺點是資料傳輸速度較低，最終比藍芽LE慢近10倍。
Z-Wave支援最多232個裝置的小型網狀網路，這對大多數應用來說已經足夠了。
4. 6LoWPAN
6LoWPAN是Zigbee的新競爭對手。主要區別在於6LoWPAN是基於IP的網路，如WiFi。與Zigbee和Z-Wave一樣，6LoWPAN主要用於家庭自動化應用和智慧電錶。
四、區域網(LAN)技術
如果你的產品需要訪問網際網路，並且將始終在WiFi接入點附近使用，那麼WiFi就是答案。由於其適度的覆蓋區域，WiFi被稱為區域網(LAN)技術。
WiFi快速，便宜，易於實施，具有良好的操作範圍，並且可以廣泛使用。至少對於移動產品而言，WiFi的最大缺點是功耗。由於功耗較高，如果您不需要WiFi提供的效能，通常最好使用其他無線技術。
五、遠端蜂窩技術
如果你的產品需要訪問雲，但它不會始終位於WiFi接入點附近，那麼你的產品就可能需要蜂窩無線電進行長途通訊。
1. GSM / GPRS
長期以來，用於資料傳輸的GSM(全球移動通訊系統)與GPRS(通用分組無線電服務)相結合已成為不需要大量資料傳輸的產品最常用的蜂窩技術。這主要是由於GSM / GPRS硬體的廣泛可用性和相對低的硬體成本。
然而，世界上大多數蜂窩運營商都在逐步淘汰GSM，因此他們可以為需要大量資料傳輸的4G和5G智慧手機釋放更多頻寬。
最可能的選擇是將硬體從GSM解決方案升級到LTE蜂窩技術，但隨之而來的是價格大幅提升。
2. LTE
LTE是一種4G蜂窩技術，支援比GSM更快的資料速率。如果你的產品需要非常快速的蜂窩資料傳輸速度，那麼LTE可能是最佳選擇。
但是，如果你的產品並不真正需要這種級別的資料速度，那麼你將支付您根本不需要的硬體。嵌入式GSM模組，只需十幾元，而LTE模組的價格可能超過140元。LTE的運營商服務成本也將明顯高於GSM。
隨著物聯網(IoT)裝置的大量普及，這種技術選擇的差距變得更加明顯。不過，這個差距正在被低功耗遠端技術所填補。
六、低功耗遠端技術
如果你需要長距離，低資料通訊，就像許多物聯網產品一樣，那麼你的技術選擇並不像其他應用那樣清晰。這種型別的網路通常被稱為LPWAN或低功率廣域網。
例如，如果你的產品在遠端位置收集天氣資料並自動將該資料上傳到雲，則可能需要LPWAN技術。正如小隱已經指出的那樣，GSM或LTE蜂窩技術都不適合低資料速率應用。
還有其他無線技術可以解決這個問題，包括LoRa，NB-IoT和LTE-M。不幸的是，這些都不是廣泛支援的全球標準。這使得許多產品的實施具有挑戰性或不可能性，具體取決於它們的銷售地點。
1. LoRa / LoRaWAN
LoRa(Long-Range的縮寫)可以在某些區域進行超過10公里的遠距離通訊，同時耗電量很小。它是Semtech在2012年收購的專有無線技術。
LoRa是指底層技術，可以直接用於點對點通訊。LoRaWAN是指上層網路協議。
如果你正在尋找低功耗，長距離，點對點的解決方案，那麼LoRa是一個很好的選擇。你通常可以購買比LoRaWAN模組便宜的LoRa模組。
如果希望產品連線到現有的LoRaWAN網路，則需要包含網路層的更昂貴的LoRaWAN模組。
雖然LoRa的設計可以在很大範圍內執行，但它並不是可以連線到行動網路的蜂窩技術。這使得它更簡單，實施起來更便宜，但它的應用程式是有限的。
例如，如果你的產品需要遠端訪問雲，那麼還需要提供LoRa閘道器裝置以連線到Internet。閘道器裝置連線到網際網路，並與任何遠端LoRa裝置通訊。
假設在操作範圍內沒有LoRa閘道器，LoRa不為任何單個遠端裝置提供遠端訪問雲的方法。
2. NB-IT
與LoRa / LoRaWAN不同，NB-IoT是一種蜂窩技術。這意味著它更復雜，實施起來更昂貴，並且消耗更多功率。但是，它提供更高質量的蜂窩連線和直接訪問網際網路。
NB-IoT僅用於傳輸非常少量的資料。NB-IoT的最大缺點是可用性有限。
3. LTE-M
如果你的產品需要比LoRa或NB-IoT支援的資料速率更高的遠端蜂窩接入，那麼LTE-M可能是最佳選擇。
該技術適用於需要直接連線到4G行動網路的物聯網裝置。它是LTE蜂窩技術的一個子集，針對小型電池執行的低資料速率裝置進行了優化。
LTE-M在幾個關鍵方面與標準LTE不同。 首先，實施起來更便宜，其次，因為由於頻寬更有限，可以使用更簡單的晶片。
其次，它針對降低功耗進行了優化，以免快速耗盡小電池。最後，蜂窩服務成本顯著降低，因為你沒有使用接近標準LTE所需頻寬的任何地方。
結語：小隱認為選擇無線技術的關鍵是縮小我們的要求。這其中，所需的工作範圍，資料傳輸速度，功耗和成本則是選擇無線技術的主要標準。