一、物联网通讯技术 1.低功耗广域网Low-Power Wide-Area Network (LPWAN) 低功耗广域网LPWAN是针对物联网应用中低功耗(5 ~ 10年电池寿命)、远距离(1 ~ 20公里传输距离)、低带宽的需求所开发出来的无线通讯技术。下面提到的LoRaWANTM、Sigfox、Wi-SUN均属于这类使用1GHz以下的LPWAN技术: ▪ LoRaWANTM 下面这张图,可以了解到LoRa的调制技术会根据不同区域(国家)所允许使用的频段(ISM band),搭配LoRaWANTM的MAC层协议作为网络内装置之间彼此沟通的依据。德国莱茵TÜV(以下简称“TÜV莱茵”)是国际专业的第三方检验机构,自1872年成立以来,始终致力于解决人类、环境和科技互动过程中出现的挑战,提供安全、可持续的解决方案。同时在Bluetooth、zigbee、DALI、KNX通讯技术认证上,TÜV莱茵通讯实验室在台湾有多项第一且唯一的记录。
本回答中配图均来自于TÜV莱茵
LoRaWANTM的网络架构采用的是星状网络的架构,比起一般的网状(Mesh)网络架构实现起来会简单许多。
LoRaWANTM网络主要的角色有终节点(End Node)、 网关(Concentrator/Gateway)与网络服务器(Network Server)这几类的装置型态,网络中以End Node这类的角色数量最多,在LPWAN的应用中,类似这样的装置主要为传感器(Sensor)类的产品,数据传输大多以上行的路径,经过Gateway传递到Network Server中,再由Network Server传到对应的应用服务器(Application Server)。
▪ Sigfox
Sigfox无线通信技术也是类似于LoRaWANTM Star网络架构,是架构在Sub-1GHz ISM工科医频段上的LPWAN通讯协议,不过其推广方式与商业模式与其他开放的通讯协议有很大的不同:Sigfox提供一条龙式的服务,从终端产品开发/模块的选择、网络基站的建置,一直到上层云端的建构,都由Sigfox负责,使用者只需要利用Sigfox的云端服务平台,便可以联机到物联网终端。
数据源: Sigfox、德国莱茵TÜV
▪ Wi-SUN
Wi-SUN是基于IEEE 802.15.4g与IPV6的标准,工作频段为Sub-1GHz的无线技术。主要的特色有高安全性、网络部属与管理容易(MESH网状网络)、低耗电、低成本等特点。目前应用范围为电表(AMI, Advanced Metering Infrastructure)、 能源管理、农业、智能家居与智能城市等应用。
2.短距离无线传输技术
▪ Bluetooth® 蓝牙®
蓝牙®无线技术是一项短距离通讯技术,它将逐步取代连接行动和/或固定装置的线缆,同时保证高标准的安全性,其主要特点是稳定可靠、耗电量少和成本低廉。
▪ zigbee
zigbee无线技术主要的特点在于提供稳定的网状网络(Mesh Network)。有别于其他的通讯协议,zigbee也提供了应用层(Application Layer)相关的规范(Profile),让产品开发商所开发出来的产品彼此间可以互相交换信息,达到万物互连的目的。
▪ Thread
Thread 是另一个类似zigbee的无线技术,也是基于IEEE802.15.4 PHY/MAC所开发出来的网络层通讯协议,主要应用范围为智能家居。
由上图可以得知Thread Group只针对Network层来订定相关的通讯协议,让使用者自行选择应用层的协议,和Wi-Fi一样,用户利用Wi-Fi网络传递数据,数据内容则由上层应用层决定(例如Line、Facebook、Web contents等)。
3.其他通讯技术
▪ MirrorLink
MirrorLink实现了车联网概念。Mirrorlink由智能手机厂商(如:HTC)、汽车制造商(如:戴姆勒)和系统供货商(如:先锋)组成。当具备MirrorLink功能的智能手机连接到具备MirrorLink功能的车辆时,即可在开车时轻松使用导航、音乐及各种手机应用程序。MirrorLink是汽车与智能手机连接的主导标准,也是目前汽车及智能手机连接应用最为普及的方式。
▪ DALI
DALI是一项国际标准,若所有制造商都提供符合DALI标准的照明控制装置,建筑师就可以结合多个制造商的照明解决方案,使用不同的照明场景,从而改变建筑物的空间或区域。
▪ KNX
KNX能够控制家庭和大楼中的所有应用程序,包括照明和开关控制的各种安全系统、通风、空调、家用电器和其他设备。KNX作为欧洲( CENELEC EN 50090和CEN EN 13321-1 )和国际标准(ISO / IEC 14543-3 ),已投入市场超过23年,有近7000个 KNX认证产品收录在他们的目录中,并与120多个国家达成合作伙伴关系协议。
二、全球物联网装置规模
依据国际研研究机构Gartne预估,至2017年全球联网装置量可达84亿个,相较于2016年提高31%,2020年全球物联网装置量预计可达204亿个。同时Gartne还估计,2017年终端装置及服务市场将达到2兆美元。
三、主要国家物联网政策
▪ 美国