摘要：
藍牙、ZigBee在低功耗、易組網等方面的優勢成為各種近距離物聯網應用場景中重要通訊方式。不過，隨著低功耗廣域網絡（LPWAN）的普及，這一領域將迎來新的競爭者，其各種能力并不占下風，且具備直達云端的優勢，未來在智能家居、可穿戴設備等領域大有可為。
近日，藍牙聯盟（SIG）公布了其2016技術路線，藍牙作用距離將在目前的基礎上增加3倍，在能耗不變的情況下數據傳輸速率將增長100%，且開始支持網狀網絡。在筆者看來，這些特征與ZigBee針鋒相對，使藍牙在智能家居、可穿戴設備等領域競爭力進一步增強。不可否認，藍牙、ZigBee在低功耗、易組網等方面具有優勢，成為各種近距離物聯網應用場景中與WiFi形成補充的通訊方式。不過，隨著低功耗廣域網絡（LPWAN）的普及，這一領域將迎來新的競爭者，可穿戴設備、傳感器數據傳輸中LPWAN也將占據一席之地。
各種能力對比，LPWAN并不在下風
在各類近距離通訊協議的爭論中，我們往往拿幾個指標進行對比，包括傳輸速率、功耗、距離、組網等指標，其中WiFi高帶寬和高功耗的特征，更適用于各類插電和需要高速數據傳輸的設備，而藍牙和ZigBee更適用于電池供電或自供電的設備，包括可穿戴和大量傳感器數據傳輸。低功耗廣域網絡（LPWAN）在這些指標中表現如何呢？
（1）從距離角度來看，正如筆者在此前文章《補齊物聯網通信層重大短板，低功耗蜂窩網絡號角吹響》中所指出，就像當前3G/4G一張無處不在的蜂窩網絡一樣，未來運營商級的低功耗廣域網絡將是整個城市甚至國家廣覆蓋的一張大網。與藍牙和ZigBee相比，由于LPWAN網絡廣覆蓋、穿透性強的特征，無處不在的網絡可以讓各類低功耗設備隨時接入，連那些深埋在地下的管網和各種角落的計量表都可以實現覆蓋和連接，因此LPWAN同樣可以達到藍牙、ZigBee等近距離環境下設備無縫互聯互通的目的，且LPWAN也適合廣域布局的設備。
（2）從功耗角度來看，LPWAN具有更低功耗，對于一些電池供電的設備來說，數年甚至十幾年都無需更換電池，功耗表現優于藍牙和ZigBee。當然，功耗與傳輸速率不可兼得，獲得這樣的功耗表現，需付出超低數據帶寬的代價，以LPWAN典型代表LoRaWAN為例，該網絡數據傳輸速率范圍為0.3 kbps至50 kbps，這一速率大大低于藍牙4.0和ZigBee的理論傳輸速率。不過，對于大量僅需較少數據傳輸量但對功耗要求極高的穿戴設備、傳感器來說，LPWAN明顯是其最佳的選擇。
（3）從組網角度來看，ZigBee一直引以為豪的是組網能力強，一個網關理論上可連接數萬設備，且可以Mesh組網；藍牙2016技術路線也將Mesh組網作為發展方向。不過，對于用戶來說，再初次使用這些協議的設備時仍需要進行配置，雖然配置并不復雜，但仍會或多或少造成用戶的麻煩。而LPWAN作為廣域網絡，只要支持該網絡協議的設備均可直接接入相應網絡，無需手動配置，就像手機一樣，開機即可接入網絡，提升用戶體驗。
更有直達云端的優勢
對于物聯網應用來說，硬件本身價值有限，而在硬件使用過程中所產生的數據潛力是無限的，通過云端進行各種數據分析挖掘意義重大，因此各種通訊協議的一大重要功能是要實現將采集的數據傳輸至云端，并將云端處理的數據反饋至設備。不過，使用不同協議的設備與云端數據上傳下行的形式和效率差別很大。
眾所周知，在很多可穿戴設備應用場景中，由于隨時隨地移動性和功耗的考慮，往往采用藍牙的方案，將設備產生的數據同步到手機后上傳至云端；在智能家居應用場景中，大量的低功耗傳感器數據需要采集和傳輸，若采用ZigBee的方式，數據采集后需要經由ZigBee網關與家庭WiFi路由器連接后上傳至云端。很明顯，采用藍牙或ZigBee兩種低功耗技術無法實現設備數據直達云端，而需要設置中繼環節才能完成，對于用戶來說，要實這些低功耗方案，我們不得不額外使用手機或安裝網關，如果那些低功耗設備的數據無需中繼直接與云端實現上傳下行，則會大大簡化智能化場景的方案設計。
LPWAN在這方面具備了無可比擬的優勢，用戶只需使用支持LPWAN的終端設備，無需考慮手機、網關等輔助設備，即可實現數據直達云端。雖然通過LPWAN是星形網絡，需要通過網關或基站實現數據上下行，但這些設置是網絡運營商所考慮和實施的，無需用戶額外配置。
綜合上文中各類指標的對比，加上直達云端的優勢，未來低功耗物聯網領域中，LPWAN將對藍牙和ZigBee產生巨大沖擊。不過，就目前來看，LPWAN還需要一段路要走。
廣泛認知促進普及
當前，全球多家主流運營商開始支持或搭建LPWAN網絡，基于LPWAN的應用案例也不少，包括水、電、燃氣、熱力抄表，城市路燈監控，垃圾點監測，倉儲等產業物聯網領域，在智能家居、可穿戴設備等消費物聯網領域尚未應用。
一項技術在消費物聯網領域的普及，在很大程度上受益于人們對其認知。在今年8月舉辦的亞洲藍牙大會上，藍牙技術聯盟宣布藍牙目前的年出貨量已達30億的水平，在筆者看來，這一大規模的出貨量，與以往藍牙在智能手機中的普及有著很大關系，正是由于在智能手機等消費電子中的普及，促使人們對藍牙認知的普及，也讓藍牙步入物聯網設備中時人們并不陌生。
對于LPWAN來說，除了從技術演進上向適合消費物聯網設備的方向努力，比如可植入穿戴設備中的更小體積的芯片等，從一些消費物聯網產品切入形成示范應用，讓人們對這一技術體驗有直觀認知也非常重要。我們看到，相關廠商正在這一方向上進行嘗試，在近期舉行的2015全球移動寬帶論壇上，華為與合作伙伴展示了基于NB-IOT低功耗蜂窩網絡方案的各種消費物聯網方案，包括具有智能追蹤、超距告警、電子鎖控制、電池監控等的智能拉桿箱，具備位置定位的防盜功能的智能自行車，以及寵物定位設備。類似這些應用LPWAN方案的消費類產品的嘗試，相信對于消費端用戶認知提升具有積極影響。
當我們還在關注WiFi、藍牙、ZigBee這些近距離通信技術在智能家居領域之爭時，低功耗廣域網絡已在悄然發展，近距離領域的競爭不僅發生在其領域內，遠距離通信也加入了這一行列，LPWAN在低功耗近距離物聯網通信領域也將大有可為。
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