本文主要是给大家梳理一下目前市面上常用的一些无线通讯协议标准，帮助大家了解一下不同的无线网络技术由来和各自特点。

首先说一下IEEE 802154，IEEE 802154是一种技术标准，目前常用的无线通讯协议大多数是在802154标准规定的底层协议基础上，开发的上层协议而演变出来的，它规定了低速率无线个域网 （LR-WPAN）的 物理层 和 媒体访问控制 ，并由 IEEE 80215 工作组维护，该工作组在2003年定义了该标准。它是 Zigbee 的基础，另外像诸如 ISA10011a ， WirelessHART ，WIA-PA ， 6LoWPAN 和 SNAP 规范，每个标准规范都是通过开发IEEE 802154中未定义的上层进一步扩展了标准。类似于以上几种协议标准，Lora是基于IEEE802154g标准进行了上层标准的扩展定义，而IEEE802154g是在IEEE802154基础上对物理层和MAC层做了调整。除此之外wifi是基于IEEE80211b标准创建的一种无线局域网技术，通常使用24G UHF或者5G SHF ISM射频频段。IEEE 802151是由 IEEE 制定的一种蓝牙无线通信规范标准，应用于无线个人区域网（WPAN）。可以说原版IEEE802151来源于蓝牙规范并与蓝牙11完全兼容使用。

接下来我们详细说一下目前在工业物联网和消费电子领域应用比较广泛的几种无线技术，有ZigBee、WirelessHart、WIA-PA、Lora、WiFi、蓝牙bluetooth、NB-IOT、BeeLPW-T。

ZigBee是基于IEEE802154标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。ZigBee协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802154标准的规定。在工业领域的典型应用是中国油气田生产物联网自动化采集控制设备规范中明确物理层、链路层、网络层采用ZigBee通讯协议，应用层通讯采用A11-GRM通讯协议。

WirelessHART是第一个专门为过程工业而设计的开放的可互操作的无线通讯标准，满足了工业工厂对于可靠、强劲、安全的无线通讯方式的迫切需求。作为HART7技术规范的一部分，除了保持现有HART设备、命令和工具的能力，它增加了HART协议的无线能力。国际电工委员会于2010年4月批准发布了完全国际化的WirelessHART标准IEC 62591（Ed10），是第一个过程自动化领域的无线 传感器 网络国际标准。该网络同样使用运行在24GHz频段上的无线电IEEE802154标准，采用直接序列扩频（DSSS）、通信安全与可靠的信道跳频、时分多址同步、网络上设备间延控通信等技术，WirelessHART标准协议主要应用于工厂自动化领域和过程自动化领域，弥补了高可靠、低功耗及低成本的工业无线通信市场的空缺。典型应用以Emerson为例，从2010年就已经开始供应WirelessHART兼容产品，从压力、流量、液位、温度、振动、pH测量等各类仪表变送器到网关节点等，逐渐有了品类齐全的无线类工业仪表产品系列。

WIA-PA标准是具有我国自主知识产权、符合我国工业应用国情的一种无线标准体系，2008年10月，该规范获得了国际电工委员会（IEC）全体成员国96%的投票，成为与Wireless HART被同时承认的两个国际标准化文件之一。WIA-PA同样基于IEEE802154标准，通讯速率250kbps，频段24GHz，工业室内通讯距离200m，室外环境可达800m，数据可靠性大于99%，自适应跳频技术，避免干扰，冗余路由技术，自组织修复网络。同时支持HART命令，兼容WirelessHART标准。典型应用是中科院沈阳自动化研究所提供技术支持参与合作的在国内辽河油田、吉林油田、大庆油田、新疆油田等现场的远程油井监测控制系统。

LoRa是semtech公司创建的低功耗局域网无线协议，基于IEEE 802154g标准，它最大特点就是在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远，实现了低功耗和远距离的统一，它在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍。Lora的工作频率在ISM 频段，包括433、868、915 MHz。

WiFi俗称无线宽带，又叫80211b标准，工作在24GHz或者5GHz频段，最高传输速率能达到11Mbps，网络覆盖范围最高可达300m，适合办公室和楼内区域使用。由于WiFi技术在结构上与以太网完全一致，所以能够将WLAN集成到已有的宽带网络中，也能够将已有的宽带业务集成到WLAN中，这样，就可以利用已有的宽带有线接入资源，迅速地部署WLAN网络，形成无缝覆盖。

蓝牙是一种短距离无线通信的技术规范，它最初的目标是取代现有的掌上电脑、移动电话等各种数字设备上的有线线缆连接。在制定蓝牙规范之初，就建立了统一全球的目标，向全球公开发布工作频段为全球统一开放的24GHz工业、科学和医学（ISM）频段。从目前的应用看，蓝牙体积小、功率低，其应用早已不局限于计算机外设，可以集成到任何数字设备中，尤其是对数据传输速率要求不高的移动设备。蓝牙有几大特点，一是全球范围适用，无需申请许可证，二是同时可传输语音和数据，三是可以建立临时性对等连接，四是具有很好的抗干扰能力。

窄带物联网（NB-IOT）是国际移动通信标准化组织为了应对日渐强烈的物联网需求，制订的一个新的蜂窝物联网的标准（CIOT），这个新标准要实现超强覆盖、超低功耗、超低成本、超大连接。NB-IOT是一个空中接口标准，主要是用在终端与基站之间的约定，包括物理层和数据链路层的一些设计规定。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。

BeeLPW-T是必创科技聚焦工业场景应用，基于IEEE802154标准自主开发的一种无线通信协议，具有同步精度高、功耗低、网络自恢复等优点。大容量的同步网络节点数量和多跳能力，可为工业现场的网络覆盖及节点架设提供强大的网络协议支撑。该协议具有的天然物联网基因，能以更优的功耗将传感器的感知层数据传输至云端，较往代产品效率提高近四倍。

1、更高速灵敏的反馈

基于高精度的网络同步性能，所有设备可以工作在最优的功耗状态下，保持全网秒级的响应速度，可以满足绝大多数尤其是具有边缘计算能力低功耗设备的需求。

2、更丰富的应用方式

同步网络下的节点，真正实现协同工作，赋予数据在无线应用中时间的属性，无论星型，树状等网络模式，均可满足各种设备密度、覆盖距离的应用要求。

3、更低的维护成本

协议可以随意切换周期采样及大数据采集状态 ，针对不同工况及应用需要，兼容有线状态分析系统的采集需求；时间同步及低功耗设计，在确保网络运行精准的同时，降低了设备的无效工作时间，使得设备整体更加简练、高效。更低的功耗，可改善设备的维护周期，降低维护难度和平均维护成本，为客户提供一个安心可靠并几近无感的防护体验。

最后附表总结一下几种典型无线技术标准的特点区别：

 NB-IOTLoRaZigbeeWIFIbluetoothBeeLPW-TWIAPA

组网方式基于现有蜂窝组网基于LoRa网关基于Zigbee网关基于无线路由器基于蓝牙Mesh网关基于BeeLPW-T网关基于WIA-PA网关

网络部署方式节点节点+网关

受现场遮挡影响

节点+网关节点+路由器节点-节点节点+中继+网关节点+中继+网关

传输距离远距离，基站覆盖10公里以上远距离，可达十几公里短距离

10-100m

短距离50米10米不含中继200m不含中继200m

单网接入节点容量约20万理论约6万，实际500-5000理论6万，一般200-500个约50个理论6万理论5000通道理论6万，一般200-500个

电池续航理论10年/AA电池理论10年/AA电池理论约2年/AA电池数小时数天理论约2年/AA电池理论约2年/AA电池

成本30-70元30-40元5-15元模块约7-8s小于10元  

频段License频段

运营商频段

unLicense频段

Sub-GHZ（433/868/915MHz）

unLicense频段

24GHz

24G和5G24GunLicense频段

24GHz

unLicense频段

24GHz

传输速度理论160kbps-250kbps

实际小于100kbps

03-50kbps理论250kbps，实际小于100kbps24G：1-11Mbps

5G：1-500Mbps

1M理论250kbps理论250kbps

网络时延6-10sTBD＜1s＜1s＜1s＜1s＜1s

适合领域户外户外，工厂工厂，室内办公室，工厂移动设备工厂，车间工厂，车间

联网所需时间3 30ms3s10s3s3s

8月8日，由物联网智库主办的首届“挚物·AIoT产业领袖峰会”于北京正式召开。本届峰会汇集近千名AIoT从业者和数十位行业知名专家、学者、大咖，邀请了中国工程院院士邬贺铨、中国信通院副院长余晓晖等业内专家，阿里巴巴、华为、新华三等国内物联网平台巨头，亚信集团、中移物联等通信界企业。另外会上，物联网智库推出了全新子品牌——“挚物”，并成立“挚物·AIoT产业研究院”。

本次峰会立足未来，以AIOT为主角，复盘AIoT落地成果和现状， 探索 AIoT未来赋能潜能。AIoT作为2019的开年热词，已然备受瞩目。 但是物联网依旧存在着发展成本过高、缺乏良性循环的商业模式等诸多问题。本次峰会专家、学者、行业践行者将会从智联网现状、解决路径以及模式 探索 等方面展开讨论。

自1999年物联网的概念被提出，直至2016年物联网才迎来爆发。据相关机构统计，2016年全球可连接设备数量增长31%，这意味着物联网设备中产生的数据量将会以指数级增长。随着5G、云计算、人工智能等新兴技术的推动，“智联网”概念应运而生。众所周知，智联网将会驱动传统产业进行数字化升级，但物联网还未正是兴起，智联网还要等多久？

中国工程院院士邬贺铨

2019年是智联网在各个工业领域进行试验落地的关键一年，智联网的呼声也愈来愈高。然而，智联网的应用落地还存在着很多阻碍。邬贺铨针对这一问题表达了他的观点：“未来AIoT的发展，仍然需要标准化推动，企业间合作提升兼容性，需要威胁情报共享，增强安全保障能力。”

智联网的发展前路漫漫，5G发展助推智联网向前发展。邬贺铨指出：“5G的增强移动带宽、高可靠、低时延和广覆盖与边缘计算结合，使得AI与物理网融为一体。”在智联网的发展历程中，5G网络可以新增eMTC和mMC的窄带物联网标准，使得大企业能够使用承载在公共通信网上的专用物联网。

企业专用物理网的发展，使得边缘计算成为当下最热门的技术之一。邬贺铨在演讲中讲到：“为适应工业传感器、视频业务、VR/AR与车联网及远程医疗等的低时延要求，需将这些业务的存储和内容分发下沉到边缘计算来处理。利用边缘计算可以过滤和压缩数据，节省核心网资源，成本仅为单独使用云计算的39%。”

5G、物联网、智联网均离不开边缘计算，由此可见边缘计算的市场前景广阔。据IDC预测，未来将有超过50%的数据在边缘侧处理，到2020年边缘计算的支出将占物联网基础设施总支出的18%。边缘计算无疑成为了物理网时代下的新宠。 但是，今年智联网的话题日嚣尘上，物联网和智联网发展却不及预期，究竟为何？

5G进入商用元年，AI得到长足的发展，物联网在数年的积累中正在迎来发展的“新拐点”，逐步迈向AIOT方向发展。AI能够帮助物联网提升价值，物联网想进入智联网新时代依然困难重重。华为物联网平台总经理王强表示：“当下，面向AIoT-ICT的基础设施供应商和各行业龙头正面临三大挑战，即联接挑战、行业数字化挑战和AI挑战。”

华为物联网平台总经理王强

为了解决三大挑战，华为采取逐个击破的方式，发挥5G、IOT、AI三大技术优势，从而驱动行业数字化变革，最终形成商业闭环。王强在演讲中讲到：“5G网络可以实现数据采集高并发上行，高可靠、低时延控制下行；物联网作为物理世界与数字世界的桥梁能够连接行业多维度数据；最终通过人工智能深入到各行各业进行形成商业价值闭环。”

找到解决路径，下一步需要做的便是做大联接，使能安全可信的万物互联。根据Gartner预测，未来5-10年物联网将会进入一个应用爆发期，边缘计算也将进一步渗透到各类定制硬件中。华为凭借自己在智能芯片、边缘计算、云服务的优势，致力于打造全栈、全场景的物联网服务。

在演讲中王强列举了华为在智能交通上的情况：“将交通与智联网相结合共同打造智慧交通就是要做到减事故，少拥堵。在高速公路场景中，华为可以做到10大事故场景预警；在城市交通场景，可以做到18个场景、路口等待时间降低177%。”

华为以行践言，目前，华为AIoT战略已经在城市、园区、交通、车联网、物流、电力等8大行业的200+个项目中进行了 探索 ，在三大场景（海量重复、专家经验、多域协同）将AIoT与行业智慧相结合，实现效率提升、专业传承和突破极限，致力于做行业智能化升级的新引擎，帮助万科、DHL、延崇高速、深圳交警、PSA、东风，国家电网等企业进行AIoT开发应用落地。

智联网能够促进智能系统相互连接，势必会助推着行业应用和技术产业化的快速崛起。在众多行业中，大家纷纷看好制造领域。阿里云智联网首席科学家丁险峰在“智联网驱动数字化变革”的主题演讲前便抛出这样一个问题：“你相信工业物联网的商业模式能够在未来创造万亿级的企业吗？”由此可见，寻找适合工业物联网的商业模式成为第一要务。

阿里云智联网首席科学家丁险峰

现如今，我国正处于从“制造大国”向“制造强国”、“中国制造”向“中国创造”转变的关键时期。但是，我国制造行业存在着高端装备水平较低，工业软件发展缓慢和创新动力不足的问题。对于制造业的企业来说，也在面临着生产成本不断上升，供应链协同低效的瓶颈。丁险峰表示：“基于这样的大背景。亟需加速数字化进程，推进智能制造落地速度，全面优化制造业。”

寻找合适的落地场景是每项新技术必须要经历的过程，智联网的最佳落地场景究竟在哪？亚信集团董事长田溯宁认为：“智联网会激发新场景的出现，在我们向往5G带来的万物互联的新世界的时候，不断 探索 业务模式最为重要。”

亚信集团董事长田溯宁

物联网的破局之路究竟在哪？解决传统行业成为最佳出路。镭场景实验室创始人暨CEO武军是致力于成为物联网场景的定义者和实践者，在其演讲中，提到了一个有趣的场景：“中国每年有8000万头仔猪在出生72小时内死亡，其中母猪误压致死是一个主要原因，人工解救措施将会变得越来越昂贵，物联网的接入有望解决8000万头仔猪。”

5G时代的来临，无疑将物联网推向了高潮。市场研究机构发布的数据显示，2019年全球AIOT市场规模为51亿美金，到2024年，这一数字将增长至162亿美元，复合年增长率为26%。面对智联网发展进程中的诸多挑战，促进数据与管理的融合将是面向挑战的关键。 未来，各项技术不断迭代升级，商业模式日渐成型，AIOT新时代便不会遥远。

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