物联网低功耗广域网络(LPWAN)技术全面详解

物联网低功耗广域网络（LPWAN）技术全面详解

物联网希望通过通信技术将人与物，物与物进行连接。在智能家居、工业数据采集等局域网通信场景一般采用短距离通信技术，但对于广范围、远距离的连接则需要远距离通信技术。LPWAN技术正式为满足物联网需求应运而生的远距离无线通信技术。提到远距离无线通信，你可能会有疑问不是有移动蜂窝通信技术吗？的确，目前全球电信运营商已经构建了覆盖全球的移动蜂窝网络，然而2G、3G、4G等蜂窝网络虽然覆盖距离广，但基于移动蜂窝通信技术的物联网设备有功耗大、成本高等劣势。当初设计移动蜂窝通信技术主要是用于人与人的通信。根据权威的分析报告，当前全球真正承载在移动蜂窝网络上的物与物的连接仅占连接总数的6%。如此低的比重，主要原因在于当前移动蜂窝网络的承载能力不足以支撑物与物的连接。想要了解蜂窝通信技术与物联网，请查看《从技术角度看移动通信技术发展与物联网》

LPWAN（Low Power Wide Area Network），低功耗广域网络，专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计。

LPWA可分为两类：一类是工作于未授权频谱的LoRa、SigFox等技术；另一类是工作于授权频谱下，3GPP支持的2/3/4G蜂窝通信技术，比如EC-GSM、LTE Cat-m、NB-IoT等。

接下来电子发烧友小编为你带来LPWA的两类技术详解：

LoRa

LoRa并不是一个陌生的技术，它目前应用最为广泛的LPWAN网络技术之一，这一协议源于SemTech公司，该公司计划将逐步授权其他源文件。

LoRa无线技术的主要特点：

长距离：1 ~ 20 km

节点数：万级，甚至百万级

电池寿命：3~10年

数据速率0.3~50kbps

23个基本物联网标准

23个基本物联网标准内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 23个基本物联网标准、协议、技术术语快捷指南 6LoWPAN——这可能是最折磨人的首字母缩写词，6LoWPAN是基于IPv6的低功耗个域网络标准。这完全是为了安抚那些认为没有网络协议就没有真正互联网的人，它本质上就是Zigbee和Z－wave的IPv6版本。 AMQP（高级消息队列协议）——AMQP是一个开源标准，允许不同的应用程序在任何网络和任何设备之间进行通信。AMQP是众多商业中间件集成产品的一部分，其中包含微软的WindowsAzure服务总线、VMware的RabbitMQ和IBM的MQlight。它最初由金融部门开发，用于加快M2M通信，但现在已经开始在物联网项目中使用。蓝牙——对于物联网来说，蓝牙无线通信协议主要有两种形式。一种是标准的蓝牙技术，被广泛应用于从联网冰箱到淋浴喷头再到门锁的各种智能家居设备中；另一种是低功耗蓝牙技术，通常被简称为“BLE”，对受功耗限制的连接设备的大型网络更有吸引力，因为电池寿命不再是限制因素。这两种形式都在2016年12月的蓝牙5．0版本中得到升级，蓝牙5．0扩大了蓝牙设备的传输范围，提升了蓝牙设备的数据吞吐量。蜂窝数据——虽然它不是最节能的传输形式，但却有大量的物联网设备基于此部署，它们使用运营商的无线数据作为传输层。 CoAP（受限应用程序协议）——这是一种为受限设备而设计的互联网协议，这些设备只有少量的内存空间和有限的计算能力。它是IETF（互联网工程任务组，

几种常见的物联网通讯方式及其技术特点

Computer Science and Application 计算机科学与应用, 2017, 7(10), 984-993 Published Online October 2017 in Hans. https://www.360docs.net/doc/609765430.html,/journal/csa https://https://www.360docs.net/doc/609765430.html,/10.12677/csa.2017.710111 Several Communication Modes of the Internet of Things and the Technical Characteristics Qin Zhang1,2, Shenglong Yang1, Yumei Wu1, Yang Dai1* 1Ministry of Agriculture Key Laboratory of East China Sea & Oceanic Fishery Resources Exploitation and Utilization, East China Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Shanghai 2College of Engineering Science and Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai Received: Oct. 5th, 2017; accepted: Oct. 18th, 2017; published: Oct. 24th, 2017 Abstract In today’s Internet era, the existing wireless communication networks have been developed from the interconnection between people and people or people and things to the interconnection be-tween things and things [1]. Low power wireless communication is one of the main hot spot of to-day’s Internet network technology. With the characteristics of low power consumption and low cost, the low power wireless communication is a good technology to match the application re-quirements of the Internet of things. The low-power wireless communication technologies include the low-power wide area network (WAN) and the low-power local area network (LAN). The low-power wide area network includes LoRa, NB-IOT, Sigfox, Weightless, and the Low-power local area network includes Zigbee and bluetooth 4.0, the technical introduction and the key techniques of each communication are discussed respectively, and the prospect of the low-power network technology is discussed. Keywords Low Power Consumption, The Internet of Things, Low Power Consumption WAN, Low Power Consumption LAN 几种常见的物联网通讯方式及其技术特点张琴1,2，杨胜龙1，伍玉梅1，戴阳1* 1中国水产科学研究院东海水产研究所，农业部东海及远洋渔业渔业资源开发利用重点实验室，上海 *通讯作者。

低功耗广域网(LPWAN)技术

是德科技低功耗广域网（LPWAN）技术——优势和测试挑战应用指南

什么是 LPWAN？物联网是指由数十亿个设备连接到互联网所组成的一个网络。一些常见的设备包括可穿戴设备和智能家居设备等。这些类型的应用，基本上是要以牺牲部分隐私为代价来获取某些便利。对于工业物联网而言，其优势是巨大的。物联网可以提升工作效率、降低成本、减少能耗，还包括机器学习依据大数据做出动作。通过分析所有这些设备所产生的数据，您可以提升工作效率，或为客户提供更好的服务。由于您能够更深入地了解客户，因此能提供新的服务并扩大业务范围。不过，当今的大多数无线技术还无法满足物联网的要求，尤其是在覆盖范围或电池使用寿命方面。数据速率/功耗覆盖范围图 1. 比较 LPWAN 技术与其他物联网无线标准的数据速率、功耗和覆盖范围为了满足物联网的要求，您必须在数据速率、功耗和覆盖范围之间进行权衡。要实现低功耗，可能不得不牺牲数据速率。在图 1 中，WLAN 和 LTE（蜂窝）能以极高的数据速率和高功耗提供短距离和长距离的覆盖范围。 ZigBee、BT LE 和 NFC 能以中等数据速率和低功耗提供短距离的覆盖范围。 LPWAN 是一种能够同时满足覆盖范围和电池使用寿命要求的技术。它能提供最长距离的覆盖范围，而功耗非常小，同时只需牺牲少许的数据速率。很多智慧城市和智能公用事业应用，例如智能路灯、湿度传感器、智能计量和智能停车，对数据速率的要求不高，但却需要非常广阔的覆盖范围。这就是您需要 LPWAN 的原因。

LPWAN 技术：案例研究让我们思考一下，如何使用 LPWAN 在无线智能计量应用中提高工作效率。一家公用事业公司负责为一个小城镇的所有家庭供水。这家公司必须派人到每一户去抄水表。这个过程完全通过人工完成，在上门的路上浪费了大量时间。如果能够在每一户中部署水表，通过水表无线跟踪用水情况，并将数据发送到云，该公司就可以节省大量的工时，进而节省大量的成本，使公司可以专注于其他领域。此外，这家公用事业公司将能更好地了解客户的用水模式，并据此优化供水能力，确保在高峰时段提供充足供水。为了无线跟踪用水情况，该公司必须为水表添加一个很小的硬件设备，即物联网客户端或代理器。这个硬件可以读取水表数字，并将读数定期发送到云。在这种情况下，数据速率和时延并不重要。最重要的因素是覆盖范围和电池使用寿命。某些水表安装在遥远的位置、地下室或难以到达的地方。无线技术必须支持广泛的覆盖区域，并能提供深入的室内覆盖。水表中的电池预期能够使用 10 年以上。因此，这些服务提供商面临的挑战是： 1. 将所有这些处于遥远位置的水表通过无线技术连接到云。 2. 确保这些水表中的电池使用寿命达到 10 年以上。为了克服这些挑战，这家公用事业公司可以采用一种 LPWAN 技术。通常，我们可以把这些技术分为授权许可的技术和非授权许可的技术。每一种技术都有其优点和缺点。

足以颠覆物联网的LPWA技术佚名

中国信息化周报/2015年/12月/21日/第028版产品与技术足以颠覆物联网的“LPWA”技术佚名 “低功耗广域网络”的兴起，得益于最近几年物联网的快速发展，专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计。在无线通信技术已经站到物联网连接领域的中心时，LPWA 网络将成为物联网全新的、颠覆性的网络，未来数十亿的物联网设备连接中，LPWA技术是物联网最深远的趋势之一。LoRa、SigFox、NB-IOT这些都属于“LPWA”。那么，“LPWA”到底是个啥? 物联网通信技术林立为何又出现一个LPWA “LPWA”的兴起，得益于最近几年物联网的快速发展。大家知道，万物互联的基础是利用通信技术把人与物、物与物连接，我们比较熟悉的通信技术包括WiFi、蓝牙、ZigBee等短距离无线通信技术和2G、3G、4G/LTE等移动蜂窝通信技术。短距离通信技术一般用于智能家居、工业数据采集等局域网通信场景，其优势是部署成本低、功耗低、传输速率高，但劣势也很明显，传输距离短，一般在几十米以内。而随着联网设备增多、设备的类型及应用场景更加丰富，越来越多的设备需要广范围、远距离的连接，如远程控制、物流追踪等。目前全球电信运营商已经构建了覆盖全球的移动蜂窝网络，我们骄傲的华为公司已经让喜马拉雅山上都有了手机信号。而且现在的移动蜂窝网络除了主要满足我们入与人间打电话、发短信、刷朋友圈以外，也越来越多的开始承载如远程抄表、车联网等物联网应用。然而2G、3G、4G等蜂窝网络虽然覆盖距离广，但基于移动蜂窝通信技术的物联网设备有功耗大、成本高等劣势。当初设计移动蜂窝通信技术主要是用于人与人的通信。根据权威的分析报告，当前全球真正承载在移动蜂窝网络上的物与物的连接仅占连接总数的6%。如此低的比重，主要原因在于当前移动蜂窝网络的承载能力不足以支撑物与物的连接。因此，为满足越来越多远距离物联网设备的连接需求，LPWA应运而生。LPWAN(Low Power Wide Area Network)，低功耗广域网络，专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计。正如短距离无线网络包含WIFI、蓝牙、ZigBee等多种技术，LPWA也包含多种技术，如LoRa、Sigfox、Weighdes和NB-IoT等。由于是“广域”网络，因此必然会涉及网络运营。所以LPWA网络一般是由电信运营商或专门的物联网运营商部署，由于LPWA网络连接的基本都是“物”，因此通常也叫“物联网专用网络”。为何选择LPWA LPWA有“远距离通信”、“低速率数据传输”和“功耗低”三大特点，因此非常适合那些远距离传输、通信数据量很少、需电池供电长久运行的物联网应用。大部分物联网应用通常只需要传输很少量的数据，如工业生产车间中控制开关的传感器，只有当开关异常时才会产生数据，而这些设备一般耗电量很小，通过电池供电就可工作很久。 LPWA最适合两类物联网应用:一类是位置固定的、密度相对集中的场景，如楼宇里面的智能水表、仓储管理或其他设备数据采集系统，虽然现在蜂窝网络已应用于这些领域，但信号穿透问题一直是其短板；另一类是长距离的，需要电池供电的应用，如智能停车、资产追踪和地质水文监测等，蜂窝网络可以应用，但无法解决高功耗问题。对于部署物联网的企业来说，选择LPWA的一个重要原因就是部署的低成本。大家都知道智能家居应用、智能硬件的主流通信技术是WiFi，因为WiFi的模块成本比较低，有些有“互联网

低功耗广域网络LPWAN 8种技术比较(AUGTEK)

8种技术、15组核心数据，让你全方位了解LPWAN ——来自八月科技AUGTEK物联网观察有一场战斗已经在支持物联网的基础技术间打响，目前低功耗广域网络（Low Power Wide Area Network,LPWAN）中被谈论最多的选手有LoRa, Sigfox, WAVIoT,cellular, Neul, Nwave, Weightless-P和Weightless-N。今天AUGTEK 一口气放送15组LPWAN核心数据，对其横向比较。请接下这满满的干货。比较的技术指标有网络可覆盖范围（Range）、穿墙性(Deep Indoor Peformance)、频率(Freq.Band)、是否有免费频段(ISM?)、是否双向传输 (FullyBi-directional)、数据传输速率(Date Rate)、功耗大小(Power Profile)、是否鉴权(Authentication)、是否E2E加密(E2E Encryption)、是否能云端升级(Over the Air Software Upgrades)、是否能漫游(Supportssensors moving between hubs)、是否能定位(Location Aware)、开发模式(Operational model)、协议标准(Standard)、可延伸性(Scalability)。具体表格如下：

关于LPWAN: 低功耗广域网络（Low Power Wide Area Network,LPWAN)是物联网网络层中不可或缺的一部分，具有功耗低、覆盖范围广、穿透性强的特点，适用于每隔几分钟发送和接收少量数据的应用情况，如水运定位、路灯监测、停车位监测等等。LPWAN相关组织LoRa联盟目前在全球已有145位成员，其繁茂的生态系统让遵循LoRaWAN协议的设备具有很强的互操作性。一个完全符合LoRaWAN标准的通讯网关可以接入5到10公里内上万个无线传感器节点，其效率远远高于传统的点对点轮询的通讯模式，也能大幅度降低节点通讯功耗。目前国内做LPWANLoRa比较专业的公司有八月科技（AUGTEK）。八月科技是LoRa Alliance亚洲唯一董事会成员单位，中国LPWAN联盟理事长单位，国内首家运营商级别的物联网通信设备方案提供商。

物联网低功耗广域网络(LPWAN)技术全面详解

物联网低功耗广域网络（LPWAN）技术全面详解物联网希望通过通信技术将人与物，物与物进行连接。在智能家居、工业数据采集等局域网通信场景一般采用短距离通信技术，但对于广范围、远距离的连接则需要远距离通信技术。LPWAN技术正式为满足物联网需求应运而生的远距离无线通信技术。提到远距离无线通信，你可能会有疑问不是有移动蜂窝通信技术吗？的确，目前全球电信运营商已经构建了覆盖全球的移动蜂窝网络，然而2G、3G、4G等蜂窝网络虽然覆盖距离广，但基于移动蜂窝通信技术的物联网设备有功耗大、成本高等劣势。当初设计移动蜂窝通信技术主要是用于人与人的通信。根据权威的分析报告，当前全球真正承载在移动蜂窝网络上的物与物的连接仅占连接总数的6%。如此低的比重，主要原因在于当前移动蜂窝网络的承载能力不足以支撑物与物的连接。想要了解蜂窝通信技术与物联网，请查看《从技术角度看移动通信技术发展与物联网》 LPWAN（Low Power Wide Area Network），低功耗广域网络，专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计。 LPWA可分为两类：一类是工作于未授权频谱的LoRa、SigFox等技术；另一类是工作于授权频谱下，3GPP支持的2/3/4G蜂窝通信技术，比如EC-GSM、LTE Cat-m、NB-IoT等。接下来电子发烧友小编为你带来LPWA的两类技术详解： LoRa LoRa并不是一个陌生的技术，它目前应用最为广泛的LPWAN网络技术之一，这一协议源于SemTech公司，该公司计划将逐步授权其他源文件。 LoRa无线技术的主要特点：长距离：1 ~ 20 km 节点数：万级，甚至百万级电池寿命：3~10年数据速率0.3~50kbps

窄带物联网技术的现状、发展趋势和应用

窄带物联网技术的现状、发展趋势和应用一、课程背景物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是：“Internet of things（IoT）”。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。因此，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新2.0是物联网发展的灵魂。窄带物联网（Narrow Band Internet of Things, NB-IoT）是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。因为NB-IoT 自身具备的低功耗、广覆盖、低成本、大容量等优势，使其可以广泛应用于多种垂直行业，如远程抄表、资产跟踪、智能停车、智慧农业等。本课程通过讲师讲解、小组讨论、互动答疑、头脑风暴等授课方式，让您迅速了解物联网及窄带物联网的概念、发展、技术特点、发展前景，国际学研机构、科技巨头、运营商在物联网及窄带物联网的发展现状及战略布局。

物联网低功耗的标准如何选择

物联网低功耗的标准如何选择经常有人问我这样的问题：面对令人眼花缭乱的各种标准，应该选择哪一种？ZigBee、Thread、蓝牙网状网络（Bluetooth Mesh），还是Wi-Fi？还是LoRa？还是最好等待5G和NB-IoT？当然，这些疑问会使人感到困惑，并阻碍物联网（IoT）的普及。如图1所示，造成这种困惑的部分原因是，我们很难确定哪种标准最合适。此外，市场营销人员对新标准的性能提出了不切实际的要求，如延迟（小于几毫秒！），好像这真的有必要似的，事实并非如此。大多数应用可以接受数秒的延迟；即使电视直播延迟了几秒钟，它仍然是电视直播。那么，如何回答“应该使用哪种标准？”通常，遇到这个问题时，我会反问“你依靠什么盈利？”一般来说，无线电标准不是盈利的决定性因素。对于无线电，大多数情况是「够用就行」，是否盈利取决于无线网络上运作的应用所创造的价值。无线网络只是无线网络，就像电线就只是电线一样。请记住：无论现在的无线标准是什么，5~10年后情况可能还会发生变化，所以升级网络至关重要。但距离“终极”无线网络技术出现仍需很长时间。那么，能否展望未来，预测未来的发展方向？我相信预测是可行的，但首先需要介绍一些观点。现在就跟随低功耗蓝牙模块厂家云里物里科技一起来看下吧。技术与心理的关系智能型手机配备了三种无线电技术（4G、Wi-Fi和蓝牙）。为什么是三种，而不是两种（如平板计算机），或一种、四种？这是因为无线电种类与技术，以及我们对不同生活空间的心理态度有关，让我进一步解释。首先，技术。在很大程度上，无线电性能取决于三个因素： ˙范围（距离基地台的距离，如发射塔、路由器、热点等）； ˙数据速率（从简单的语音通话到观看视讯）； ˙电池寿命（越长越好）。第四个因素通常是成本，有一个简单的原则：“越多越贵”。换句话说，更大的范围通常成本更昂贵；同样的道理也适用于更高的数据速率和更长的电池寿命。然而，从技术上讲，一切皆有可能，可以只配备一种无线电；这种方式不一定经济高效，但你可以选择。还有一个极端的例子。试想一下，用无线（蓝牙）耳机听手机音乐，耳机直接与手机连接，而不与蜂巢网络连接。然而，从技术上讲，也可以将手机和耳机都连接到蜂巢网络，然后让音乐从手机经过蜂巢网络传输到耳机。

对NB-IoT、LoRa两种主流的低功耗广域网络技术所形成的产业组织进行分析

对NB-IoT、LoRa两种主流的低功耗广域网络技术所形成的产业组织进行分析导读 NB-IoT、LoRa受到政策因素冲击，其产业结构虽然还没有发生实质性变化，但各类力量正在此消彼长地积聚，当这些力量达到一定临界点时，整个产业结构会发生一些实质性变化。早在2016年9月初，笔者《产业经济经典框架下的低功耗广域网络研究》一文中对低功耗广域网络产业所呈现出来的产业结构进行研究，绘制出NB-IoT和LoRa的产业集中度对照图。经过1年多快速的发展，目前该领域市场进一步成熟，但由于外部冲击的变化，整个产业组织可能会形成一些新的格局，而目前的力量正在积聚，我们可以进一步对其进行分析，希望对产业界能提供一定的参考。政策风云变幻，外部冲击影响着低功耗广域网络的产业组织笔者在之前文章中对产业经济经典分析框架“结构-行为-绩效”做过基本介绍，即由于外部环境的变化，从而让特定行业的结构发生了变化，这种市场结构决定企业在市场中的行为，而企业行为又决定市场运行在各个方面的经济绩效。这个分析框架旨在观察一个产业良性发展的过程。基于此，我们对NB-IoT、LoRa两种主流的低功耗广域网络技术所形成的产业组织进行分析。由于2017年前，低功耗广域网络产业主要是由企业自发的市场化行为来推进的，在整个产业的行业结构、企业行为以及经营绩效形成方面，还是市场化主导形成的，所以这一时期中并未形成重大的外部冲击，产业界之外的因素对行业结构的影响甚微。在这样背景下，基于对产业的观察，选取产业集中度作为评价指标，形成该产业的市场结构对比图。不过，进入2017年后，政策因素开始在物联网领域发酵，尤其是对低功耗广域网络形成

常见的物联网通信方式

常见的物联网通信方式随着时代进步和发展，社会逐步进入互联网+，各类传感器采集数据越来越丰富，大数据应用随之而来，人们考虑把各类设备直接纳入互联网以方便数据采集、管理以及分析计算。简而言之，物联网智能化已经不再局限于小型设备、小网络阶段，而是进入到完整的智能工业化领域，智能物联网化在大数据、云计算、虚拟现实上步入成熟，并纳入互联网+整个大生态环境。一、前言早期的物联网是指两个或多个设备之间在近距离内的数据传输，解决物物相连，早期多采用有线方式，比如RS323、RS485，考虑设备的位置可随意移动的方便性（有根线太丑了），后期更多的使用无线方式；随着时代进步和发展，社会逐步进入互联网+，各类传感器采集数据越来越丰富，大数据应用随之而来，人们考虑把各类设备直接纳入互联网以方便数据采集、管理以及分析计算。简而言之，物联网智能化已经不再局限于小型设备、小网络阶段，而是进入到完整的智能工业化领域，智能物联网化在大数据、云计算、虚拟现实上步入成熟，并纳入互联网+整个大生态环境。二、物联网的发展最早的物联网只是简单把两个设备用信号线连接在一起：

后来使用了无线，也出现了简单的组网：在互联网+时代，越来越多的传感器、设备接入互联网，互联网也不单是通过网线传输，引入了空中网、卫星网等，应用的领域也越来越广泛：

三、常见的物联网通信方式笔者对常用的物联网通信方式进行归纳总结分为四大种类，见下图： 1、有线传输设备之间用物理线直接相连，不是很方便。主要有电线载波或载频、同轴线、开关量信号线、RS232串口、RS485、USB，这里只对常用的RS232串口、RS485、USB做介绍。 RS232串口：串行通信接口，全名是“数据终端设备（DTE）和数据通讯设备（DCE）之间串行二进制数据交换接口技术标准”，是电脑与其它设备传送信息的一种标准接口；该标准规定采用一个25个脚的DB25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定；RS-232属单端信号传送，存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题，因此一般用于20m以内的通信，常用的串口线一般只有1~2米。见图：

物联网低功耗广域网络

物联网低功耗广域网络通信协议无疑是物联网中争论最多的领域之一，低功耗广域网络协议是近期发展的热点，作为一个新兴的、刚起步的技术和市场，LPWA网络协议应该是呈现多家争鸣的状态，那么，这一领域还有哪些技术，它们之间在多个指标上各有哪些特点，本文对其进行解读。随着各类厂商不断发力低功耗广域网络（LPWA），物联网专用网络的话题在此引起业内的热议。物联网智库曾持续关注并推出多篇LPWA的文章，向业内介绍SigFox、LoRa、LTE-M等市场上已开始商业化的LPWA协议。作为一个新兴的、刚起步的技术和市场，LPWA网络协议应该是呈现多家争鸣的状态，那么，这一领域还有哪些技术，它们之间在多个指标上各有哪些特点？物联网智库本周为大家编译推出一篇LPWA协议的综述性文章，希望能让大家对这一领域的理解有所帮助。通信协议无疑是物联网中争论最多的领域之一，这些争论中，有些是标准之争，有些是专利之争，其中无线通信是物联网领域普遍关注的话题。我们讨论过WiFi、蓝牙、Zigbee之争，但这些协议均为局域网络协议，广域网络方面当前功耗和成本的经济性越来越吸引物联网的应用者，被称为低功耗广域网络（Low Power Wide Area，LPWA）。此前，我们曾看到SigFox属于此类技术，但随着研究的深入，我们发现其实还存在着不少类似的技术，当一项协议成为主流协议前，它一定是经过与其他协议的一番斗争之后才形成的。本文的目标是对它们进行比较，不过人们对此立即会产生一个问题：你如何去做比较？通过查阅和研究相关文献，我试图提炼一些通用线索来串起各种协议，并对每一协议的代表性企业进行访谈，形成了对LPWA 协议的比较。功耗和成本看似重要，实则无法纳入比较参数功耗和成本是每一个协议宣称其所具备的特征，但是，还没有人成为这方面的赢家。

2020年蜂窝物联网模组行业发展前景分析

目录 2020年蜂窝物联网模组行业发展前景分析 (1) (一) 、预计中国厂家很快将成为全球物联网模组的TOP1？5 (二) 、营收比较：国内公司维持40+%的强劲增长，国外公司营收首现全面下滑 (6) (三) 、盈利比较：海外厂商30%+毛利依然无法盈利，中国厂商工程师红利凸显 (10) (四) 、费用端：海外盈利吃紧，被迫降低研发费用维持盈利 (12) (五) 、净利端：净利率普遍下降，但国内外公司成因存在差异 (15) (一) 、下游：行业空间巨大，NB-IOT和Cat1表现抢眼.. 16 2、行业格局分析 (17) (二) 、上游：国内厂家纷纷入局基带，高通一家独大局面被打破。 (23)

一、2020物联网模组行业发展趋势分析，物联网打开新蓝海4G/NB-IoT模块市场增速最快政策利好，运营商积极部署，物联网连接设备数量将实现爆发式增长。物联网行业属于国家重点支持的行业，近几年国家不断出台相关的法律政策，为物联网行业的发展创造发展机遇。运营商积极部署NB-IOT网络建设， 2019年三大运营商将建成90万NB-IoT基站。在政府、运营商共同发力物联网的背景下，物联网连接数量将在2018年开始爆发式增长。2010-2018年全球物联网设备数量高速增长，复合增长率达20.9%，2018年，全球物联网设备连接数量将高达91亿个。根据预测，2025年全球物联网设备（包括蜂窝及非蜂窝）联网设备将达到252亿个。2018年我国物联网连接规模为23亿，预计2022物联网连接规模年将达到70亿。我国自2009年将物联网列为新兴战略之后，政策支持不断深入。2008年中国物联网行业市场规模仅仅达780亿元。2011年中国物联网行业市场规模增长达到2581亿元。2014年中国物联网行业市场规模首次突破6000亿元，同比增长22.6%。截止至2017年中国物联网行业市场规模增长突破万亿元。初步测算2018年中国物联网行业市场规模达到1.35万亿元左右。预测2019年中国物联网行业市场规模将超1.5万亿元，达到15700亿元。物联网作为通信行业新兴应用，在万物互联的大趋势下，市场规模将进一步扩大。并预测在2020年中国物联网行业市场规模将突破1.8万亿元，而全球物联网行业市场规模则将达1.7万亿美元。

基于物联网传感器网络设备的低功耗解决方案

编号：__________ 基于物联网传感器网络设备的低功耗解决方案（最新版）编制人：__________________ 审核人：__________________ 审批人：__________________ 编制单位：__________________ 编制时间：____年____月____日

据估计，物联网每年会产生100多个zettabytes（万亿千兆字节）的数据，而这个数字只会增加。到2020年，平均家庭对这一数字的贡献数据预计将增加五倍。创建数据不需要太多的计算能力，因为可以使用简单的传感器集线器捕获，数字化和存储数据。能够检测九轴运动的MEMS传感器采用封装，每侧仅测量1或2毫米。这些微型设备和越来越多的传感器构成了当今物联网的，使端点能够实时在线捕获，处理和共享数据。由于预计更多端点可以在有限的电源下运行，从他们的环境中收获的能量，对超低功率运行的需求正在增加。端点可以是更大传感器网络的一部分，但也可能是远程和隔离的。一旦投入使用，它们可能会运行多年而无需维护，包括更换电池。制造商正忙于开发新的解决方案来应对这一设计挑战，使我们能够设想可以收集和传输信息的设备需要任何外部电源。在可穿戴设备的情况下，这可能很快就会包括仅由佩戴者的身体或其活动提供动力的设备。 Energize！为了说明如何实现这一点，请考虑块如图1所示。在大多数应用中，功率部分可以是各种电源管理器件中的任何一种，但对于超低功耗应用，选择仅限于专门开发的解决方案，以限度地提高有限的可用功率，如收获能源。

图1：越来越多的集成解决方案现在主要针对主要来自收获能源的应用。图2中的框图显示了使用ADI公司ADP5090电源管理单元的典型能量收集示例。图2：框图基于ADI公司的ADP5090的能量收集应用。这是一款集超大功率的超低功耗升压稳压器点跟踪（MPPT）和费用管理功能。 MPPT可配置为光电和热电能源，工作范围为16 W至200 mW。该器件可以从低至380 mV的电源电压开始，仅从80 mV开始工作。它还支持使用可选的原电池，可以自动切换和切换。这款16引脚器件尺寸仅为3 mm

WF-IoT与其他低功耗物联网技术的比较

WF-IoT与其他低功耗物联网技术的比较 1 引言近年来，随着物联网的高速发展，无线通信技术日新月异，低功耗、远距离、抗干扰的低功耗广域网（英文全称为Low Power Wide Area Network，简写为LPWAN）迅速崛起，它解决了终端设备互联场景下的多个痛点：①过于复杂；②昂贵的设备；③耗电不持久；④传输距离短。 2典型的LPWAN技术目前，NB-IoT和Lora是当前发展较早、应用较多的典型代表。 ●NB-IoT是基于蜂窝的窄带物联网的LPWAN技术，其英文全称为Narrow Band Internet of Things。NB-IoT是构建于蜂窝网络，只消耗大约180kHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络。 ●LoRa 是一种基于扩频技术的远距离无线传输的LPWAN技术，其英文全称为LongRange。 LoRa 改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式，为用户提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统。 2017年，优势科技基于RFID技术和Air Lamp商用物联网照明组网控制协议，推出了WF-IoT广域融合物联网，其英文全称为Wide area Fusion Internet of Things。WF-IoT具有“网格拓扑、云/霾/雾融合计算、分布式智能、可软件定义、全自动控制、应用即服务”等典型特征，其“一网多用、一物多能”的物联网2.0特性，可以同时满足大规模部署、多业务融合、低成本刚需、高时效反应、低功耗要求等众多行业应用需求，已受多个行业领域青睐。表：WF-IoT与两种典型LPWAN技术的比较 3WF-IoT与其他主要IoT技术的通信能力比较

低功耗广域网-LPWAN

目录 1LPWAN简介 (1) 1.1 DASH7 (2) 1.2LoRaWan (2) 1.3Weightless (3) 2后语 (5)

《芯在路上》1LPWAN简介 1LPWAN简介 LPWAN是Low-Power Wide-Area Network的英文简称，或者称之为一种低功耗网络（LPN），是一种低速率长距离通信的电信网络，用于物联中的通信，如电池供电的传感器、或以能量收集为电源的设备等。几种LPWAN技术： ?DASH7，基于ISO 18000‐7开放标准的无线传感器网络 ?LoRaWAN, 长距离WAN，来自于 LoRa Alliance，2015年6月16日LoRaWAN 规范1.0版本发布 ?Weightless, Weightless特别兴趣小组(SIG) 王志杰2015年10月1 / 8

1LPWAN简介《芯在路上》1.1DASH7 DASH7联盟网站：https://www.360docs.net/doc/609765430.html, DASH7是一个基于ISO 18000‐7开放标准的无线传感器网络，使用433MHz频率免执照的ISM频段/SRD频段。DASH7提供多年电池寿命，距离最远达2公里，室内定位1米精度，低延时移动设备连接，非常小的开源协议栈，AES 128位密钥加密支持，数据传输数率达200kbit/s。DASH7联盟推进了ISO 18000-7有源RFID标准的技术应用。 1.2LoRaWan LoRa联盟网站：https://www.360docs.net/doc/609765430.html, LoRaWAN?是一个低功耗广域网网络(LPWAN)规范，适用于无线电池供电的设备，针对的是物联网的一些重要需求，如安全双向通信、移动定位服务等。标准提供智能设备间无 2 / 8王志杰2015年10月

物联网复习

物联网作业第一部分概述 1.什么是物联网物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化三个重要特征。 2.画出物联网的四层模型图，并简要说明每一层的作用。综合应用层：实现物物互联。管理服务层：为上层行业应用提供智能的支撑平台。网络构建层：把感知识别层数据接入互联网，供上层服务使用。感知识别层：感知识别时物联网的核心技术，是联系物理世界和信息世界的纽带。第二部分感知识别 1.常见的自动识别技术有哪些光符号识别技术、语音识别技术、生物计量识别技术。 2.条形码的扫描识读原理如图1所示，简述工作原理。图1条形码的扫描识读原理当条形码扫描器光源发出的光经条形码反射后，反射光射入扫描器内部的光电转化器上，光电转化器将强弱不同的反射光信号转化为相应的电信号。电信号经条形码扫描器的放大电路增强后，再送到整形电路将模拟信号转化为数字信号。白条、黑条的宽度不同，相应的电信号持续时间长短也不相同。译码器通过测量脉冲数字信号“0”、“1”的数目

来判别条和空的数目，通过测量“0”、“1”电信号持续的时间长短来判别条和空的宽度。最后根据对应的编码规则将条形符号转化为相应的数字与字符等信息。 3. RFID的体系架构如图2所示，说明RFID系统的构成及工作原理。图2 RFID的体系架构一般而言，RFID系统由五个组件构成，包括传送器、接收器、微处理器、天线和标签。首先阅读器通过天线发出电磁波；标签接收到信号后发射内部存储的标识信息；阅读器再通过天线接收并识别标签发回的信息；最后，阅读器将识别结果发回主机。 4.传感器一般由敏感元件、转换器件和基本电路组成。无线传感节点不仅包括传感器部件，还集成了微型处理器、无线通信芯片和供能装置，能够对感知信息进行分析处理和网络传输。 5.现代科技的进步，使得现代传感器有微型化、智能化和网络化的“三化”特点。 6.在设计传感器的硬件平台与软件程序时应考虑哪些方面低成本与微型化、低功耗、灵活性与扩展性、鲁棒性。 7.图3显示了从源节点A到目的节点B的三条路径，图中标识了每条链路的收包率（假设链路反向的收包率dr均为1），计算每一条路径的ETX，并说明哪条路径代价最小。

基于LoRa的低能耗物联网技术研究

文｜郭柯洒基于LoRa的低能耗物联网技术研究一、引言 L o R a技术是近些年出现的一种划时代的物联网技术，具有低成本、低能耗、长通信距离的优点，可应用到生活中的各个领域。目前，LoRa技术主要通过扩频技术来降低数据的传输速度，以达到远距离传输的目的，但是这种情况只适用数据采集较少的情况，在实际问题中，数据采集往往是频繁的，发送大量的数据给LoRa技术的终端节点能耗带来了挑战。因此，如何从工作模式上降低LoRa技术终端节点的能耗，是目前急需解决的问题，对于LoRa技术的应用和推广具有重大的意义。二、LoRa技术基础（一） LoRa概述 LoRa是Semtech公司推出的LPWAN通信技术，是一种基于扩频技术的长距离无线传输方法，该技术具有长距离通信且低功耗的技术优势。LoRa与4G和其他付费网络不同的是它在全球免费ISM频段上运行，如470等。 LoRa技术适用于各种行业，主要包括电网、城市燃气管道、城市供水等物联网系统，同时也适用于各种“智慧”行业，主要包括智慧农业、智慧城市、智慧停车等。LoRa技术基于LoRaWan通讯协议和系统框架，实现长距离、低能耗通信。（二） LoRa工作模式 LoRa技术有三种工作模式：（1）Class A：这是LoRa技术最基本的工作模式。当接收由服务器发送的数据时，首先打开用于接收由服务器发送的数据的接收窗口，并在第一接收窗口中没有接收到数据的情况下，打开第二个接收窗口，以此类推实现LoRa终端和服务器间的双向通信。（2）Class B：其与Class A 唯一不同的是可以通过ping 间隙接收从服务器发送的数据，即：LoRa终端可以在特定时间从服务器接收数据，这需要由接收网关的信标实现时间同步。（3）Class C：此工作模式中，LoRa终端接收数据的窗口总是打开的，会造成多余接收窗口的浪费，终端能耗也相对较高。（三） LoRa网络结构 LoRa 网络结构包括四个部分：终端节点、网关节点、网络服务器和应用服务器。终端节点和网关节点之间采用拓扑形式连接，数据通过网关发送到网络服务器，网络服务器进行数据的分析，并向LoRa终端发送接收数据的命令。网关节点与网络服务器采用无线连接，网络服务器与应用服务器采用有线连接。三、基于LoRa技术的节能算法研究 LoRa工作系统中，LoRa终端使用寿命决定整个网络系统生命周期，LoRa终端能耗与LoRa终端的数据传输速率成反比。因此，提高终端数据传输速率，实现低功耗设计，尤为重要。 58 信息化研究

智慧能源物联网应用

智慧能源物联网应用能源物联网（IoT）是智慧能源互联网（EoI）变革的重要支撑技术之一，低功耗广域网（LPWA）物联网技术在智慧能源互联网领域将起到关键作用。能源电力领域小数据众多，包括用户侧数据、电力系统边缘数据和智慧能源新技术及新业务数据等。这些数据包括电气量和非电气量，需要根据LPWA技术特点界定其适用范围，全新规划业务需求和模型。同时,物联网安全需要从终端接入、数据传输和平台安全全面考虑。智慧能源互联网的市场化、高效化和清洁化发展创新了众多新的能源业务场景，对能源物联网的需求将会十分显著。随着信息、连接和计算为主导的新一轮信息技术革命的兴起，M-ICT技术在各个行业掀起了变革的浪潮。新能源技术革命与此深度融合，在能源电力领域形成了“能源互联网”的革命性发展新趋势。能源互联网使得传统能源电力的开发、输运、存储、交易、使用等均发生革命性的变化；使得能源电力向开放、对等、共享、高效、清洁、可持续方向发展。能源互联网需要海量的数据连接支持。这些海量数据具备“小数据”特征，包括：业务相关性强；连接难，分布广，分散性强且不易供电；数据价值密度低，需要大数据技术分析；状态变化缓慢稳定，采集频次低；越限影响大，日常关注度低。伴随着“万物互联”的需求，各种物联网技术层出不穷。物联网时代将有数百亿物体接入网络中，传统的接入技术有近距离无线接入技术和移动蜂窝网技术两类，这两类技术都有其优势与不足。

前者包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等，提供近距离高速快速接入的能力；后者是移动蜂窝网技术，满足大范围移动语音/数据的接入需要。这两种技术在功耗、成本、覆盖广度深度等方面受到限制,这两类技术均无法为小数据的连接提供理想的解决方案。像智能表计这样的万物互联的小数据连接需求，催生了低功耗广域（LPWA）技术的兴起。 LPWA技术及CLAA物联网方案 LPWA是一种能适配机器到机器（M2M）的业务，具有流量小，连接数量大等特性，可形成一张广覆盖、低速率、低功耗和低成本的无线接入网络。物联网应用呈现“碎片化的大市场”特点，物联网的发展本身就是多种技术的综合利用和融合发展。当前阶段，L PWA技术体系较多，常见的包括由第3代合作伙伴计划（3GPP）定义的基于授权频段的L PWA技术，如基于长期演进（LTE）空口优化的增强机器类型通信（eMTC）、窄带物联网（NB-IoT）技术，基于非授权频段的LoRa、Sigfox等。针对LPWA物联网的4个典型技术特点和应用碎片化的现实，如何根据不同的LPWA技术特点，选择合适的技术体系，解决物联网建网成本、功耗、覆盖、部署等一系列问题成为重要的研究方向。为此，LoRa技术所有者Semtech、中兴通讯在LoRa联盟的支持下，联合中国数百家各类有志于LPWA物联网的合作伙伴，成立了中国LoRa应用联盟（CLAA），并由中兴通讯为主开发了CLAA物联网络解决方案，尝试解决此关键网络部署难题。除了感知技术、连接技术、平台技术之外，物联网技术和云计算技术、大数据技术、人工智能技术进一步融合发展。未来的物联网业务将是物联网、云计算和大数据等信息技术的融合应用[4]。CLAA物联网采用一网共平台多业务的思路建设物联网生态系统，借助互联网思维，融合云化技术，构建了CLAA物联网方案。