物联网低功耗广域网络
物联网中的低功耗无线通信技术与协议选择
物联网中的低功耗无线通信技术与协议选择物联网（Internet of Things, IoT）是现代社会的一个重要发展方向，它通过将各种物理设备和传感器连接到互联网上来实现设备之间的互联和数据的交流。
在物联网中，低功耗无线通信技术和协议选择起着至关重要的作用。
随着物联网的兴起，在通信技术和协议方面出现了许多不同的选择。
这些选择涉及到多种因素，如通信范围、数据传输速率、功耗和成本等。
低功耗无线通信技术是物联网中通信模块的关键组成部分。
它们需要满足低功耗、低成本和低复杂度的要求，以适应物联网应用中大量节点和设备的需求。
以下是几种常见的低功耗无线通信技术和协议选择：1. Zigbee：Zigbee是一种基于IEEE 802.15.4标准的协议，它专为低功耗、低速率、低数据量的应用设计。
Zigbee协议具有自组网、低功耗和安全等特点，适用于家庭自动化、智能能源管理和智能灯光等应用。
2. Bluetooth Low Energy（BLE）：BLE是一种基于蓝牙技术的低功耗无线通信协议，适用于物联网中的设备之间的短距离无线通信。
BLE协议具有低功耗和低成本的特点，适用于健康监测、智能家居和智能交通等应用。
3. LoRaWAN：LoRaWAN是一种长距离和低功耗的无线通信协议，适用于物联网中的广域网络连接。
LoRaWAN协议具有低功耗和长距离传输的特点，适用于智能农业、环境监测和智能城市等应用。
4. NB-IoT：NB-IoT是一种低功耗广域物联网技术，它利用现有的蜂窝通信网络来实现物联网设备的连接。
NB-IoT具有低功耗、广覆盖和高可靠性的特点，适用于智能仓储、物流追踪和智能电表等应用。
这些低功耗无线通信技术和协议选择各有优势和适用场景，应根据具体的物联网应用需求进行选择。
在实际应用中，还可以根据通信距离、功耗、数据传输速率和网络拓扑结构等因素进行评估和优化。
然而，在选择低功耗无线通信技术和协议时，也需要考虑一些挑战和限制。
窄带物联网(NB-IoT)应用与安全
窄带物联网(NB-IoT)应用与安全【摘要】窄带物联网(NB-IoT)是一种新型的物联网通信技术，具有低功耗、广覆盖和低成本的特点，被广泛应用于智慧城市、工业、农业、健康医疗和智能家居等领域。
本文从不同领域的角度探讨了NB-IoT的应用与安全问题，详细阐述了其在智慧城市中的应用与安全、工业领域中的应用与安全、农业领域中的应用与安全、健康医疗领域中的应用与安全以及智能家居中的应用与安全。
未来，NB-IoT在各领域的应用和安全将继续发展，但也面临一些挑战，需要找到有效的解决方案。
该文章全面展示了NB-IoT应用与安全的现状和未来发展趋势，为读者提供了深入了解和思考的机会。
【关键词】关键词：窄带物联网(NB-IoT)、智慧城市、工业应用、农业领域、健康医疗、智能家居、安全、未来发展趋势、挑战、解决方案。
1. 引言1.1 窄带物联网(NB-IoT)应用与安全概述窄带物联网(NB-IoT)是一种低功耗广域网络技术，专门用于连接各种物联网设备，实现远程监控、数据传输和控制。
随着物联网技术的不断发展，NB-IoT在各个领域的应用也越来越广泛。
随之而来的安全问题也日益凸显。
NB-IoT在智慧城市中的应用涵盖了智能交通、环境监测、智能停车等方面。
但随之而来的安全风险包括通信数据的泄露、外部攻击等问题。
在工业领域，NB-IoT可以用于设备状态监测、远程控制等方面，但设备被入侵、数据被篡改也成为隐患。
在农业领域，NB-IoT可以用于农业物联网系统的建设，实现精准化农业。
对于种植数据的安全性和隐私保护也是亟待解决的问题。
在健康医疗领域，NB-IoT可以帮助实现远程医疗和疾病监测，但医疗数据的安全问题亟待解决。
NB-IoT的应用给我们带来了便利和效率提升，但同时也带来了诸多安全隐患。
未来的发展趋势是加强安全意识，提升设备和网络的安全性，保护用户数据的隐私。
挑战也包括技术突破、标准制定等方面的问题。
解决这些问题需要全社会的共同努力和更加严谨的安全管理措施。
浅析NB—IOT物联网技术及应用
浅析NB—IOT物联网技术及应用
NB-IoT是一种新型的低功耗广域物联网技术，可以使得原来难以实现连接的设备实现联网，其主要特点就是低功耗、低成本、广覆盖、高连接密度等。
NB-IoT技术主要由物
联网连接平台、数据中心、物联网卡、设备制造商、网络运营商等构成。
通过物联网连接平台来实现数据的传输与分发，数据中心负责数据存储和处理，物联
网卡提供连接支持，设备制造商提供终端设备，进行数据的采集和传输，网络运营商提
供网络运营和维护等。
NB-IoT技术可以广泛应用于智能家居、智能交通、智能物流、智慧城市等领域，具有广阔的应用前景。
在现实应用场景中，NB-IoT技术可以实现对物联网设备进行长时间低功耗的数据传输，还可以实现对设备进行远程升级、监控等。
在智慧城市领域，NB-IoT技术则可以用于智能路灯、智能停车、环境检测等领域，助力智慧城市的发展。
在智能物流领域，NB-IoT技术则可以实现对物流运输进度的监测、追踪，提高物流运输效率。
在智能家居领域中，
NB-IoT技术则可以实现智能家居设备的远程控制和监测，为用户提供更便捷的生活方式。
总之，NB-IoT技术是一种具有巨大潜力的物联网技术，可以应用于各种领域，解决现实问题，提高效率，改善生活。
未来，随着物联网技术的发展，NB-IoT技术将会更加普及和成熟，成为物联网领域不可或缺的一个环节。
什么是低功耗广域网络？
什么是低功耗广域网络？物联网的发展趋势愈发迅猛，然而功耗、距离、成本的一系列的问题却让物联网的发展百受滞碍，低功耗广域网络（LPWAN）正是基于对这些需求的解决，凭借其低功耗，远距离的优势打破物联网发展的瓶颈助力物联网的腾飞。
物联网发展趋势一览无线通讯技术继LTE（4G）之后，单纯的速率提升，已经不再能够满足日益增加的用户需求，开始往两个方向发展，走了两条截然不同的道路：一条是继续提升通信速率的5G 技术；另一条则是降低通信速率，同时降低功耗、增大覆盖范围、增加接入节点数的LPWAN （Low-Power Wide-Area Network）技术。
伴随着无线通讯技术以及新一代物理及新材料技术的发展，传感器、联网处理器以及带宽的成本有了大幅度的降低，物联网朝着万物互联互通的方向有了长足的进步。
网络是物联网产业里的重要一环，毫无疑问以NB-IOT和Lora为代表的低功耗广域网络（LPWAN）是目前和未来发展中物联网的风头行业。
其次，基于对安全性，功耗以及可靠性的需求，在靠近物或者数据源头的网络边缘侧就近提供各项服务的边缘计算将成为物联网的发展趋势之一，而基于边缘计算更进一步，在边缘侧部署人工智能的终端智能（边缘智能）也初见峥嵘，目前国内外已有多家芯片或人工智能公司投入研发低功耗AI芯片，未来更多的数据计算将交由终端设备完成，智能将下沉到终端设备。
同时伴随着区块链的兴起，把物联网与区块链相结合的物链网，能有效降低物联网运营成本，解决安全隐私以及挖掘商业价值已成为行业内的独角兽。
什么是LPWAN？之前提到低功耗广域网络（LPWAN）是当前物联网的风头行业，那么LPWAN到底有什么优势能让它占领风口独领风骚呢？下面我们从几个方面揭开LPW AN的面纱。
●距离常见的近距离无线通信技术，如Wi-Fi、蓝牙等，通信距离一般几十米，若要覆盖一个地区一个城市的网络，则部署成本会较高。
而低功耗广域网无线通信距离可达几公里，甚至几十公里。
低功耗广域网技术及其应用
低功耗广域网技术及其应用近年来，随着物联网的快速发展，越来越多的设备和传感器连接到互联网上。
这些设备和传感器不仅具有海量的数据可供挖掘，也可以实现智能化和自动化的控制。
为了实现这些目标，需要一种广域网技术，它可以使得这些设备和传感器可以实现低功耗、长距离的连接。
这就是低功耗广域网技术。
一、低功耗广域网技术概述低功耗广域网技术（Low Power Wide Area Network，LPWAN）是物联网通信技术中的一种重要技术。
它具有连接设备多、范围广、低功耗、低成本等特点。
LPWAN技术可以将设备和传感器连入互联网，并为其提供一种低功耗的、安全的、成本低廉的通信方式。
此外，LPWAN技术还具有较高的覆盖范围和信号穿透能力，可以在室内和室外环境中实现信号的全覆盖。
在LPWAN技术中，有几种不同的技术标准，例如LoRaWAN、Sigfox和NB-IoT等等。
LoRaWAN技术采用长距离的低功耗扩频技术，可以实现智能城市、农业、工业和智能家居等多种应用场景。
Sigfox则利用超窄带技术实现了全球性的集成电路设计，能够实现全球特定地区的通信覆盖。
NB-IoT是一种全球标准技术，其核心在于3GPP标准，可以为物联网设备和传感器提供全面的网络覆盖和更强大的安全性。
二、低功耗广域网技术应用1. 智能城市智能城市可以充分利用LPWAN技术，通过设备和传感器的连接，实现对城市环境、设施、交通和安全等方面的智能化监测和管理。
例如在城市中可以安装大量传感器来检测空气质量、噪音和城市交通流量。
这些传感器可以通过LPWAN技术来实现低功耗、长距离的无线通信，并将数据传输到数据中心。
数据中心可以进行实时监测和分析，从而实现对城市环境的调控。
2. 农业LPWAN技术在农业领域中也有广泛应用。
采用LPWAN技术，可以在大规模的农业环境中实现精准的温度、湿度、土壤湿度、光照和气体检测等监测。
这些监测可以充分利用数据来实现精准农业，优化农业生产流程，提高农业生产效率和质量。
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。
接下来小编为你带来LPWA的两类技术详解：LoRaLoRa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0.3~50kbpsLoRa作为一种无线技术，基于Sub-GHz的频段使其更易以较低功耗远距离通信，可以使用电池供电或者其他能量收集的方式供电。
较低的数据速率也延长了电池寿命和增加了网络的容量。
LoRa信号对建筑的穿透力也很强。
物联网中低功耗广域网通信技术的研究与应用
物联网中低功耗广域网通信技术的研究与应用随着物联网技术的发展和智能设备的普及应用，对于低功耗广域网通信技术的需求也越来越迫切。
物联网中的设备通常需要长时间运行，且无法通过电源供应来维持持续的工作。
因此，研究和应用低功耗的广域网通信技术对于物联网的可持续发展至关重要。
一、低功耗广域网通信技术的研究在物联网中，广域网通信技术要求能够实现远距离的通信，同时又要保持低功耗的特性。
以下是一些低功耗广域网通信技术的研究方向：1. LPWAN(Low Power Wide Area Network，低功耗广域网)技术LPWAN技术是一种适用于物联网的长距离、低功耗通信技术。
它可以实现覆盖广、功耗低、成本低的传输，使得物联网设备可以长时间工作而不需要频繁更换电池。
目前，LPWAN技术有多种实现方式，如LoRa、Sigfox、NB-IoT等。
2. 能量收集和管理技术在物联网中，为了实现低功耗的广域网通信，能源的供给和管理是非常重要的。
能量收集技术可以通过从环境中收集能源，例如太阳能、动能、热能等，来为物联网设备提供能源。
能量管理技术则可以有效地管理能源的使用，以延长设备的工作时间。
3. 低功耗传输协议为了降低广域网通信的功耗，设计一种高效、低功耗的传输协议是非常重要的。
传输协议可以通过优化数据压缩、包头和包尾的处理、数据帧格式等方式来实现低功耗和高效率的通信。
二、低功耗广域网通信技术的应用低功耗广域网通信技术在物联网中有广泛的应用前景，以下为几个典型的应用领域：1. 智能城市在智能城市中，低功耗广域网通信技术可以用于实现城市基础设施的监控与管理，如停车场、路灯、垃圾桶等设备的远程监测和控制。
通过远程通信，可以及时获取设备的运行状况，并对其进行优化与管理，从而提高城市的运行效率和能源利用效率。
2. 农业领域在农业领域中，低功耗广域网通信技术可以应用于农业物联网的建设。
通过远程监控和控制，农民可以及时了解农田的土壤湿度、温度等信息，从而进行科学的灌溉和施肥。
低功耗广域网技术在智能城市中的应用
低功耗广域网技术在智能城市中的应用在当今科技飞速发展的时代，智能城市的概念逐渐深入人心。
智能城市旨在通过运用先进的技术，提高城市的运行效率、改善居民的生活质量，并实现可持续发展。
而低功耗广域网技术（LowPower WideArea Network，简称 LPWAN）作为一种新兴的通信技术，正为智能城市的建设带来前所未有的机遇和变革。
一、低功耗广域网技术概述低功耗广域网技术是一种专为物联网应用设计的远距离、低功耗、低速率的无线通信技术。
与传统的无线通信技术相比，LPWAN 具有显著的优势。
首先，其覆盖范围广，能够在数十公里甚至上百公里的范围内实现稳定的通信。
这意味着在一个城市中，只需少量的基站就能实现大面积的覆盖，大大降低了基础设施建设的成本。
其次，LPWAN 设备的功耗极低，能够依靠电池供电运行数年之久，减少了频繁更换电池或充电的麻烦。
再者，LPWAN 支持海量的设备连接，可以满足智能城市中大量传感器和终端设备的通信需求。
目前，常见的 LPWAN 技术包括 LoRaWAN、NBIoT 等。
LoRaWAN 是一种基于扩频技术的非授权频谱 LPWAN 技术，具有灵活性高、部署方便等特点。
NBIoT 则是基于蜂窝网络的授权频谱LPWAN 技术，由运营商主导部署，具有更好的网络覆盖和服务质量保障。
二、低功耗广域网技术在智能城市中的应用场景1、智能水务在智能水务系统中，LPWAN 技术可以用于远程监测水表、水质传感器等设备。
通过实时收集用水数据和水质信息，水务部门能够更精准地进行水资源管理和调度，及时发现水质异常情况，保障居民用水安全。
2、智能照明城市照明是能源消耗的大户。
利用 LPWAN 技术，可以实现对路灯的智能控制。
根据环境光照和交通流量等信息，自动调节路灯的亮度和开关时间，在满足照明需求的同时，最大限度地节约能源。
3、智能停车在城市中，停车难是一个普遍存在的问题。
LPWAN 技术可以用于实时监测停车位的使用情况。
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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。
影响功耗的因素很多，有些可能无法计量，功耗是否可以进行比较其实并不明确。
根据一位拥有多年LPWA实践经验的Telensa专家所述：“功耗唯一可计量的是电池寿命”。
另一专家认为，LPWA网络协议虽然是低功耗的，但如果比较单位数据功耗的话，其功耗是大于2G网络的。
低传输功耗意味着只有很低的数据速率，因此可能需要很长时间来传输，也就是说设备平均休眠状态时间就很短。
因低传输功耗而形成的微弱数据需要更敏感的接收线路，因此接收端可能需要更多平均功耗。
哪些参数可以拿来进行比较？
距离
我们知道任何无线技术传输距离随着其信号传输方式不同而不同，这一规律自然适用于LPWA网络。
在人口密集的城市环境中，围墙、建筑物、反射以及交通状况等，使得无线传输距离短于农村地区；而在平整的、无障碍的农村环境下，传输距离会大大增加。
但我们仍不可忽视一些因素——无线电干扰等。
因此，距离是各协议代表厂商热议的话题，有些协议宣称可以达到数十公里距离，但其竞争对手可能会说在实际环境中其效果会大打折扣。
距离作为比较标准实际上是一个比较谨慎的选择，但至少它是可计量的指标。
另外需要注意的是：你可能发现这些LPWA协议在市场宣传资料中会与诸如Zigbee之类的协议进行比较。
你可能觉得Zigbee是一个局域组网协议，与LPWA 比较有些奇怪，但实际上Zigbee通过Mesh组网也可以形成广域网络。
频谱
几乎所有LPWA协议均使用ISM频段，虽然有少量协议使用授权频谱。
我们将给出每个协议的频段，有些使用的是超低频段，有些是低频段，还有些是采用宽频。
上行/下行对称性
这些LPWA协议均对数据的上下行采取非对称的方式，比较表格中简单给出了它们是否采用上下行对称方式。
数据速率
这是另一个易变的参数，它依赖于距离、障碍以及数据拥堵情况，所以仅仅给出一般性的范围。
最大节点数
最大节点有两种表述方式，一个是整个网络中的节点数，另一个是星形网络中每一Hub配置的节点数。
最大节点数受一些因素的影响，节点数有可能在协议中已设定，但即使一个协议的理论容量是百万，但其容量受制于ISM频段，这不仅仅是一个数字，而是依赖于在给定时间有多少其他协议也在使用该频段。
空中升级（OTA）的可能性
这可能是一个随机的参数，但这一参数反映网络有效的下行能力。
如果网络仅提供几个比特的下行容量，那它是无法下载一个大的软件数据包来更新其远程节点的。
切换
我们很容易理解物联网边缘节点作为静态单位无线传输，但是很多设备——如汽车、农用机械等是移动的，还有一些本身可能不是移动的，但别人会不断移动它们——比如仓储中贴有电子标签的货物。
因此，我们自然想知道一个协议是否可以实现设备在不同Hub之间的无缝切换。
运营模式
一些协议只是由网络运营商来掌握，并向工作提供网络服务，就像为电话提供蜂窝网络系统一样。
而也有其他协议通过公有或私有网络提供。
标准状况
一些协议已制定了相应的标准，或者正在制定中，有些协议拥有者将其标准公开出来，而有些所有者申请专利保护。
在一些情况下，你可以获取其细则，而有些情况下你需要获得认证。
现存的LPWA网络协议知多少
除了我们耳熟能详的LoRa、SigFox、LTE-M外，这一领域也是多家争鸣的状态，包括NWave、OnRamp、Platanus、Telensa、Weightless、Amber Wireless等，本文主要对这些适用于物联网的低功耗广域网络协议相关参数进行比较，下期将推出一篇文章，详细介绍每一通信协议的情况。