在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，同時(shí)存在著各種各樣的通訊技術(shù)。按傳輸距離的維度來(lái)劃分，在局域無(wú)線網(wǎng)絡(luò)范疇內(nèi)，有廣泛應(yīng)用于可穿戴、家庭、企業(yè)等場(chǎng)景的BLE、WIFI、Zigbee、sub1G等;針對(duì)廣域無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，有專門應(yīng)用于低速率、低功耗、廣覆蓋物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的LoRa、NB-IoT、eMTC等。
根據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Gartner的最新數(shù)據(jù)顯示，到2025年，所有物聯(lián)網(wǎng)連接中的72%將使用WIFI和Zigbee這樣的短距離傳輸技術(shù)。而包含Sigfox、LoRa和NB-IoT等技術(shù)在內(nèi)的低功耗廣域覆蓋網(wǎng)絡(luò)，在2025年將占據(jù)11%的物聯(lián)網(wǎng)連接。
多種技術(shù)廝殺，物聯(lián)網(wǎng)從業(yè)者應(yīng)該如何取舍?很多芯片和模塊廠商采用同時(shí)押寶多種協(xié)議的做法。常見(jiàn)的比如同時(shí)支持BLE、Zigbee、蘋果Homekit和谷歌Thread等重要的局域IoT無(wú)線連接技術(shù)的單芯片，或同時(shí)支持NB-IoT、eMTC、E-GPRS等廣域技術(shù)的多模產(chǎn)品。無(wú)論怎么組合，一般都是遵循局域技術(shù)+局域技術(shù)，廣域技術(shù)+廣域技術(shù)這樣的套路。
然而有人卻另辟蹊徑，嘗試把BLE/ WIFI/ Zigbee等局域技術(shù)與NB-IoT/ LoRa等廣域技術(shù)在芯片或模塊層面混搭在一起。聽(tīng)到這種思路，你的第一反應(yīng)是不是不靠譜?
“這樣搞你的應(yīng)用場(chǎng)景是什么?”
“LPWAN本就是為了低功耗，你把它和WIFI混搭在一起還談什么低功耗?”
……
關(guān)于問(wèn)題的解答尚處于初始階段，本文展示一些有益的嘗試。
多彩的秋天，不僅服裝混搭盛行，就連物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域?qū)⒃净ゲ幌喔傻腂LE/ WIFI/ Zigbee與NB-IoT/ LoRa混搭的做法也正在創(chuàng)造潮流。
隨著NB-IoT市場(chǎng)的爆發(fā)，ARM收購(gòu)了兩家相關(guān)領(lǐng)域的公司Mistbase和NextG-Com，積極布局。Mistbase是一家瑞典公司，提供完整的NB-IoT實(shí)體層解決方案。NextG-Com是英國(guó)公司，為NB-IoT提供完整的第2、3層軟件棧。除了充分發(fā)揮這些公司的軟硬件專業(yè)之長(zhǎng)，ARM還投資了無(wú)線通訊設(shè)計(jì)，可以提供完整的NB-IoT芯片解決方案，從應(yīng)用軟件一直延伸到天線。
并購(gòu)之后，ARM豐富并完善了Cordio產(chǎn)品線，以NB-IoT為基礎(chǔ)，提供完整的低功率廣域網(wǎng)絡(luò)解決方案LPWAN，并以Bluetooth 5和IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，為無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)WPAN提供完整的無(wú)線通訊到應(yīng)用的服務(wù)。這一做法無(wú)疑為BLE、Zigbee與NB-IoT的混奠實(shí)了基石。
初創(chuàng)公司Pycom是一家多模物聯(lián)網(wǎng)通訊開(kāi)發(fā)板和模塊制造商。創(chuàng)客們能夠借助于Pycom的新型硬件，運(yùn)用多種技術(shù)快速設(shè)計(jì)并連接設(shè)備，包括:近距離通訊技術(shù)Wi-Fi和BLE;LPWAN通信技術(shù)LoRa、Sigfox、NB-IoT和Cat M1等。
例如，L01模塊和LoPy開(kāi)發(fā)板支持LoRa遠(yuǎn)距離無(wú)線協(xié)議、Wi-Fi和藍(lán)牙連接。借助于MicroPython腳本，器件編程速度可提高10倍，而在用作LoRa Nano網(wǎng)關(guān)時(shí)，能連接5公里半徑范圍內(nèi)多達(dá)100個(gè)LoPy設(shè)備。
不過(guò)Pycom的產(chǎn)品定位于小型網(wǎng)關(guān)，主要面向開(kāi)發(fā)者和極客，使其應(yīng)用領(lǐng)域極為有限。
緊隨其后，Telit推出了LoRaWAN協(xié)議與BLE的組合模塊，已經(jīng)上市。新模塊完全符合最新的LoRaWAN標(biāo)準(zhǔn)，是公共或?qū)Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)、智能表計(jì)、遙感、工業(yè)自動(dòng)化/監(jiān)測(cè)與控制、無(wú)線報(bào)警與安全系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)、資產(chǎn)追蹤、街道照明和智慧城市應(yīng)用的理想解決方案。
Telit型號(hào)為RE866的組合模塊支持非授權(quán)LPWANLoRaWAN標(biāo)準(zhǔn)和863-931 MHz頻段內(nèi)的BLE近場(chǎng)通訊能力。它提供一條長(zhǎng)距LoRaWAN無(wú)線電鏈路和不同的BLE外圍及中央功能。該模塊具備完全的無(wú)線傳輸能力，可通過(guò)遠(yuǎn)程固件安裝和升級(jí)跟隨標(biāo)準(zhǔn)的演變。
它是與之連接的BLE傳感器裝置之間的天然網(wǎng)關(guān)，將數(shù)據(jù)發(fā)送至LoRaWAN協(xié)議網(wǎng)絡(luò)。RE866還與NE866(LTE Cat NB)模塊針腳兼容，可以極低或零成本快速地從授權(quán)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換至非授權(quán)標(biāo)準(zhǔn)。
看到這里，也許你會(huì)發(fā)現(xiàn)，上述產(chǎn)品有個(gè)共性的迷茫:需求痛點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景不明確。BLE、WIFI等局域技術(shù)和NB-IoT、LoRa等廣域技術(shù)的混搭，到底可以解決什么痛點(diǎn)，市場(chǎng)突破口又在哪里?一家名為Sensoro的公司正在嘗試撥開(kāi)迷霧，給出清晰的解答。
通過(guò)與超過(guò)2100名客戶交流之后，他們發(fā)現(xiàn)巨頭們紛紛大舉進(jìn)入的智能家居目前市場(chǎng)剛需并不明確，只有低于20%的客戶訴求。然而，與之形成鮮明對(duì)比的是，定位類設(shè)備的需求量正在爆發(fā)。
于是他們跑到深圳，前前后后花了10個(gè)月做了一圈調(diào)研，看了大量的所謂“山寨工廠”。有些事情超乎想象，通常一家規(guī)模不大的小工廠，每年定位類設(shè)備的出貨量都可以達(dá)到500-600萬(wàn)件，根據(jù)測(cè)算，這樣的白牌企業(yè)在深圳至少有50家，也就是每年出貨量將近3億件。雖然相比而言產(chǎn)品較為低端，但卻貨真價(jià)實(shí)。
如果具體來(lái)看這些定位產(chǎn)品的市場(chǎng)分布，主要聚集于“人”、“車”、“物”這三類對(duì)象的定位需求。(當(dāng)然，車也是物的一種，但它的特殊之處在于，它還是物的載體。)其中關(guān)于“人”的定位需求僅占20%，大量的需求在于各種“車”，比如摩托車、小轎車、工業(yè)用車…以及各種“物”，比如牛、羊、豬…的定位，占到80%。
在調(diào)研中，他們被一名來(lái)自白牌企業(yè)的哥們問(wèn)到，“你們知不知道四川有多少頭黑豬?”隨后其自問(wèn)自答道:僅僅在林芝靠近藏區(qū)的一小片區(qū)域，就定位了超過(guò)4000萬(wàn)頭散養(yǎng)黑豬，也就是生態(tài)豬，這些豬對(duì)當(dāng)?shù)厝藖?lái)說(shuō)就是重要資產(chǎn)。他們當(dāng)時(shí)完全聽(tīng)傻了。
針對(duì)定位服務(wù)這一市場(chǎng)需求，以前的方案往往使用GPRS+GPS，現(xiàn)在他們研發(fā)了LoRa+BLE雙模SiP一體化組合芯片，已經(jīng)可以量產(chǎn)。BLE短程技術(shù)與低功耗的LoRa結(jié)合，可以提供遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)中繼。兩項(xiàng)技術(shù)均為低功耗，無(wú)需頻繁更換電池:
BLE將小型無(wú)線設(shè)備連接到任何需要的物理位置，創(chuàng)建一個(gè)集成的短距離網(wǎng)絡(luò)，無(wú)需更換電池即可長(zhǎng)時(shí)間工作，并可通過(guò)智能手機(jī)或平板電腦隨時(shí)隨地進(jìn)行控制。
LoRa負(fù)責(zé)提供長(zhǎng)期安全的雙向數(shù)據(jù)傳輸和通信，它允許由BLE驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，通過(guò)超低功耗的方式與整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行較長(zhǎng)距離的通信。LoRa可以發(fā)送和接收信號(hào)的距離可以達(dá)到15公里，并可通過(guò)增加額外網(wǎng)關(guān)，將距離延伸到數(shù)百公里。
肥水不流外人田，他們把LoRa+BLE雙模SiP應(yīng)用在煙霧傳感器中，將其作為室內(nèi)錨點(diǎn)，LoRa負(fù)責(zé)遠(yuǎn)程設(shè)備管理通訊，BLE負(fù)責(zé)定位導(dǎo)航，長(zhǎng)短距離通訊一氣呵成，取代了之前需要經(jīng)常更換電池的sub1G方案。
基于在使用過(guò)程中的核算，新方案可以節(jié)省大概78%的成本，來(lái)自三個(gè)方面:第一是芯片成本，第二是通訊鏈路本身的成本，第三是在同樣電池容量的情況下，人力成本的降低。
無(wú)獨(dú)有偶，尋息電子也推出了藍(lán)牙+LPWAN位置服務(wù)系統(tǒng)，通過(guò)iBeacon實(shí)現(xiàn)近場(chǎng)各類感知數(shù)據(jù)的采集，通過(guò)LoRaWAN將傳感器采集數(shù)據(jù)進(jìn)行回傳。
未來(lái)之路充滿爭(zhēng)議，除了LoRa+BLE和LoRa+GPS的雙模SiP，這家公司還在挑戰(zhàn)排列組合的另一個(gè)“極限”:研發(fā)芯片級(jí)的NB-IoT+WIFI雙模芯片級(jí)產(chǎn)品。
說(shuō)到這里，不得不提及之前的兩篇文章，筆者曾經(jīng)分析過(guò)低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)(LPWAN)和局域網(wǎng)絡(luò)(LAN)之間的互補(bǔ)效應(yīng)，并提出了多模通信技術(shù)的混搭，有可能率先突破與支持的應(yīng)用場(chǎng)景。
說(shuō)出來(lái)你可能不信，有人把BLE/ WIFI/ Zigbee與NB-IoT/ LoRa混搭在一起了…
以智能家電產(chǎn)品為例進(jìn)行分析。在海爾推出NB-IoT空調(diào)時(shí)，其中一點(diǎn)是看重NB-IoT的覆蓋優(yōu)勢(shì)，利用NB-IoT解決在空調(diào)中應(yīng)用時(shí)配置的難點(diǎn)。
使用WIFI等短距技術(shù)需要用戶自己進(jìn)行配置，匹配過(guò)程十分繁瑣，要經(jīng)歷手機(jī)APP下載、賬號(hào)注冊(cè)登錄以及設(shè)備匹配等諸多步驟，讓用戶不勝其煩。復(fù)雜的操作無(wú)法匹配用戶對(duì)易用性的要求，隨著時(shí)間的推移，往往出現(xiàn)WIFI熱點(diǎn)變化后家電無(wú)人維護(hù)而不再聯(lián)網(wǎng)。最終導(dǎo)致使用頻次堪憂，對(duì)于制造商和消費(fèi)者而言，都無(wú)法實(shí)現(xiàn)其核心訴求。
NB-IoT技術(shù)相較于WIFI無(wú)線連接技術(shù)具有明顯覆蓋優(yōu)勢(shì)，能解決空調(diào)、冰箱、熱水器等所處的邊角地帶信號(hào)不良的問(wèn)題，甚至是地下室等WIFI盲區(qū)，基本保證家里無(wú)覆蓋盲區(qū)。NB-IoT智能空調(diào)通過(guò)運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)直連到云平臺(tái)，開(kāi)機(jī)激活一次即可自動(dòng)完成配置連接。在連接手機(jī)等移動(dòng)終端時(shí)，通過(guò)手機(jī)掃秒空調(diào)上的二維碼，一步即可完成綁定，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控。
更進(jìn)一步分析，以往采用WIFI、藍(lán)牙、Zigbee等局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景中，廠商更多構(gòu)建的是用戶合適的使用場(chǎng)景，而對(duì)自己產(chǎn)品的生命周期管理缺乏更好的方式。低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)LPWAN在各類產(chǎn)品中商用后，廠商可以對(duì)自己已經(jīng)賣出去的產(chǎn)品進(jìn)行遠(yuǎn)程生命周期管理，或許基于此能夠形成更好的商業(yè)模式。
話說(shuō)回來(lái)，同時(shí)使用NB-IoT和WIFI兩種通訊方案，與研發(fā)NB-IoT+WIFI雙模芯片畢竟是兩回事，實(shí)踐難度和應(yīng)用場(chǎng)景都是不同套路。無(wú)論是為了提升產(chǎn)品生命周期管理能力、為了對(duì)原有解決方案進(jìn)行縱向擴(kuò)展，還是為了在復(fù)雜場(chǎng)景下提供更多選擇，將NB-IoT與WIFI在芯片層面進(jìn)行集成都并非剛需。
作為兩種截然不同的技術(shù)，NB-IoT功耗低、速率低，相比之下WIFI功耗和速率都要高得多，將這組矛盾共同體做在一個(gè)“片”上，將會(huì)面臨成本高、功耗不易控制、體積較大等情況，使得應(yīng)用場(chǎng)景極為受限。
Sensoro把握的場(chǎng)景仍舊是基于位置的服務(wù)，設(shè)想中的方案采用電池供電，WIFI僅在需要時(shí)啟動(dòng)。暮秋至，初冬近，北京霧霾又起。無(wú)論如何，NB-IoT+WIFI融合之路，Sensoro已經(jīng)起步，至于能在霧霾中前行多遠(yuǎn)，尚待時(shí)間的驗(yàn)證。
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