1、簡介
本文介紹了物聯網連接配接技術的現狀，分析各個細分領域的佼佼者或者王者。
2、背景
近些年物聯網市場保持持續增長，根據IOT ANALYTICS的資料，2020年物聯網的連接配接裝置超過了120億個，首次超過了其他的非物聯網裝置（如智能手機，筆記本和計算機）。到2020年底，全球217億個活動連接配接的裝置中，有117億（或54％）将是IoT裝置連接配接。到2025年，預計将有超過300億的IoT連接配接，每人平均将近擁有4台IoT裝置。
引用于IOT ANALYTICS
連接配接技術是上述資料的最重要的技術基礎之一，自從1999年物聯網（IoT）的概念誕生以來，從最開始的RFID連接配接部署到現在發展為各種連接配接技術的百花齊放。筆者在這裡無意于華山論劍決出絕對的王者，物聯網發展至今已經成為一個非常廣茂的領域，沒有誰能成為全能者，而是想基于連接配接類型在不同應用場景中的應用找到其中的王者。
3、連接配接技術的市場發展和典型分類
近幾年，低功耗廣域網（LPWA），WPAN，WLAN, 蜂窩勢頭比較猛，有線連接配接也仍然占有一席之地，以下的圖表就很好的表現了這種趨勢。
按照通信距離可以典型的分為下面幾類：
3.1、有線連接配接
筆者在汽車行業裡從業過幾年，業内人士基本都會有一個下意識的反應：即CAN總線就是這個領域的連接配接王者。
這個下意識的反應主要是基于CAN的如下優點：
引用自csselectronics
上述的優勢在有線連接配接中十分明顯，遠超其小弟LIN。對比另外的一種差分有線連接配接RS485，CAN提供了通信的實體媒體，以及尋址資料包（消息）所需的所有其他機制，避免了資料沖突，檢測了傳輸資料中的故障，進而能夠自動重複受幹擾的消息，并確定網絡中所有節點上的資料一緻性。此外，CAN通過消息辨別符，資料和控制位元組指定資料幀的結構。RS-485連接配接僅尋址OSI模型中的第1層（實體層），而CAN也添加第2層（資料鍊路層）。是以，CAN是實時相容的解決方案。根據消息的ID，根據消息的優先級，可以為每個CAN消息預測最大等待時間，而與其他節點的總線負載或性能無關。同時CAN具有進階錯誤管理。如果節點未正确接收到消息（CRC或格式錯誤），則接收者将通過錯誤幀銷毀該消息，并将其标記為對所有節點無效。此操作将啟動CAN控制器中的自動重複。當然CAN的硬體成本也确實比這兩者要高。
基于CAN之上還發展了一系列的标準化協定，如用在車載網絡的J1939, 用于汽車診斷的OBD和OBD2, 用于工業自動化的CANopen，還有最新的CAN FD的發展。這個從1986年發展至今的有線連接配接總線仍然生機勃勃的發展着，而且已經超越汽車領域的應用，甚至成為工業的連接配接标配。
如果你想有一個可靠，安全，強壯，高效的有線連接配接技術，CAN絕對是不二之選。
當然如果對帶寬有較大要求還有Ethernet可以選擇，對樓宇，家居的布線有要求可以選擇PLC等等，這裡不在贅述。
3.2、LPWA
LPWA（NB-IoT，LTE-M，Lora，Sigfox等）發展迅猛，2015年的全球市場隻有1000萬，但到2020年，該市場的物聯網連接配接數量達到4.23億，并且預計将以43％的複合年增長率增長，到2025年将達到25億個物聯網連接配接。
這個領域有兩個最大的明星LoRa和NB-IoT，以下是其技術參數的比較，LoRa是使用LoRaWAN協定：
引用于ABI Research
大家實際參數比較接近，隻是略有側重。
但就中國而言，NB-IOT工作頻段由國家配置設定能提供更高的服務品質，國内三大營運商所使用的NB-IOT頻段由國家統一配置設定，不存在被清頻的風險。無線環境相對比較幹淨能提供更高的服務品質。而LoRa在國内使用的470-518MHz是工信部配置設定給廣電的頻段，若國家重新配置設定該頻段則存在被清理的風險。
此外NB-IOT比LoRa更适合高速率且通信頻繁的應用場景，NB-IOT與LoRa設計理念與實作傳輸的方式不同導緻通信能力有所差異。LoRa是專為低功耗而設計，采用異步傳輸方式，終端不需要實時與基站保持同步進而降低了終端功耗，但每次通信需要攜帶同步信号是以增加了頻率資源開銷導緻頻率使用率低；NB-IOT是基于4G的蜂窩通信技術，最初的設計理念是最優的頻率使用率以提升傳輸速率，采用同步傳輸方式，通信時不需要攜帶同步信号進而減小頻率開銷提升了頻譜使用率，但需要實時與基站保持同步增大了終端功耗。因NB-IOT有較高的頻譜使用率故能提供比LoRa更高的傳輸速率， NB-IOT上行峰速的理論值是LoRa的5倍。
LoRa的應用場景相對NB要少一些，NB-IOT屬于營運商網絡，可實作連片覆寫，更适合終端地域分布廣泛且有移動性的分散型應用場景。對于終端靜止且較為集中的行業性應用場景，NB-IOT與LoRa均能滿足需求，應基于網絡環境及個性化需求進行選擇。
總的來說這個領域就國内而言還是NB會更勝一籌。
3.3、近場通信
近場通信主要有WLAN和WPAN，其中WLAN的典型代表是WiFi，WPAN的典型代表是Bluetooth和Zigbee。
WiFi，Bluetooth，Zigbee都是智能家居場景的主力。下圖較為明确了标明了它們的相關差異：
引用自jeromeabel
再加上功耗的次元，就能比較清晰的找到符合場景的連接配接技術：即如果要追求和手機近距離通信，低功耗，則Bluetooth是首選；如果要選擇高吞吐，高帶寬，則WiFi有較大的優勢；而Zigbee是相對協定複雜度較低，多節點的類型，比較适合家居的小網關，也可以用在工業網絡的資料采集，筆者就曾基于Zigbee實作過光伏電站的元件級無線監控。
3.4、蜂窩
首先讓我們來看一張蜂窩無線通信的演進圖，低功耗和高速率是兩個重要的演進方向。
引用自廣和通的宣傳材料
上圖中的2/3G目前處在全球退網的大浪潮中，出現了一個很大的市場真空。如果想為其找一個替代者，4G Cat 1無疑是個很好選擇，它兼具了速率和功耗的折中優勢，近兩年已經逐漸形成物聯網廣域通信的重要角色。
總結下來，它有如下的幾個優勢：
這些優勢讓其在市場上快速擴充，大批量出貨的同時也使其價格也大幅下降，蠶食很多Cat 4的市場，同時也很好的扮演了2、3G的替代者，典型的如筆者負責的4G Cat 1穿戴方案，大量的兒童手表都過渡到了4G Cat 1的平台，已經逐漸成為行業主流，其他如POS，充電樁等等行業也都形成以4G Cat 1為主力平台的局面。
基于網絡調研資料自行繪制了如下圖示，比較清晰的反應了其市場的發展，高亮部分即為4G Cat 1。
如果您需要一個移動場景，有一定吞吐和低功耗要求，低成本，那4G Cat 1一定是一個非常好的選擇。
4、總結
物聯網連接配接技術十分多，這裡着重挑選了在各自場景中占有率較高，影響力較大的種類，如開篇所說，物聯網連接配接技術中沒有全能者，沒有完美者，最終是要根據實際的應用場景，業務特點，或是商業模式去選擇最适合自己的技術，廣闊的物聯網市場仍将是各種連接配接在各個領域大顯身手，等待着你的慧眼去選擇。