說出來你可能不信，有人把BLE/WIFI/Zigbee與NB-IoT/LoRa混搭在一起了…

作者：物女王（彭昭）

物聯網智庫 原創

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------【導讀】------

有人另闢蹊徑，嘗試把BLE/ WIFI/ Zigbee等局域技術與NB-IoT/ LoRa等廣域技術在晶元或模塊層面混搭在一起。聽到這種思路，你的第一反應是不是不靠譜？

這是我在物聯網智庫|物女心經專欄|寫的第047篇文章。

在物聯網領域，同時存在著各種各樣的通訊技術。按傳輸距離的維度來劃分，在局域無線網路範疇內，有廣泛應用於可穿戴、家庭、企業等場景的BLE、WIFI、Zigbee、sub1G等；針對廣域無線網路，有專門應用於低速率、低功耗、廣覆蓋物聯網業務的LoRa、NB-IoT、eMTC等。

根據市場研究機構Gartner的最新數據顯示，到2025年，所有物聯網連接中的72%將使用WIFI和Zigbee這樣的短距離傳輸技術。而包含Sigfox、LoRa和NB-IoT等技術在內的低功耗廣域覆蓋網路，在2025年將佔據11%的物聯網連接。

多種技術廝殺，物聯網從業者應該如何取捨？很多晶元和模塊廠商採用同時押寶多種協議的做法。常見的比如同時支持BLE、Zigbee、蘋果Homekit和谷歌Thread等重要的局域IoT無線連接技術的單晶元，或同時支持NB-IoT、eMTC、E-GPRS等廣域技術的多模產品。無論怎麼組合，一般都是遵循局域技術+局域技術，廣域技術+廣域技術這樣的套路。

然而有人卻另闢蹊徑，嘗試把BLE/ WIFI/ Zigbee等局域技術與NB-IoT/ LoRa等廣域技術在晶元或模塊層面混搭在一起。聽到這種思路，你的第一反應是不是不靠譜？

「這樣搞你的應用場景是什麼？」

「LPWAN本就是為了低功耗，你把它和WIFI混搭在一起還談什麼低功耗？」

……

關於問題的解答尚處於初始階段，本文展示一些有益的嘗試。

1

多彩的秋天，不僅服裝混搭盛行，就連物聯網領域將原本互不相干的BLE/ WIFI/ Zigbee與NB-IoT/ LoRa混搭的做法也正在創造潮流。

隨著NB-IoT市場的爆發，ARM收購了兩家相關領域的公司Mistbase和NextG-Com，積極布局。Mistbase是一家瑞典公司，提供完整的NB-IoT實體層解決方案。NextG-Com是英國公司，為NB-IoT提供完整的第2、3層軟體棧。除了充分發揮這些公司的軟硬體專業之長，ARM還投資了無線通訊設計，可以提供完整的NB-IoT晶元解決方案，從應用軟體一直延伸到天線。

併購之後，ARM豐富並完善了Cordio產品線，以NB-IoT為基礎，提供完整的低功率廣域網路解決方案LPWAN，並以Bluetooth 5和IEEE 802.15.4標準，為無線個人區域網路WPAN提供完整的無線通訊到應用的服務。這一做法無疑為BLE、Zigbee與NB-IoT的混奠實了基石。

初創公司Pycom是一家多模物聯網通訊開發板和模塊製造商。創客們能夠藉助於Pycom的新型硬體，運用多種技術快速設計並連接設備，包括：近距離通訊技術Wi-Fi和BLE；LPWAN通信技術LoRa、Sigfox、NB-IoT和Cat M1等。

例如，L01模塊和LoPy開發板支持LoRa遠距離無線協議、Wi-Fi和藍牙連接。藉助於MicroPython腳本，器件編程速度可提高10倍，而在用作LoRa Nano網關時，能連接5公里半徑範圍內多達100個LoPy設備。

不過Pycom的產品定位於小型網關，主要面向開發者和極客，使其應用領域極為有限。

緊隨其後，Telit推出了LoRaWAN協議與BLE的組合模塊，已經上市。新模塊完全符合最新的LoRaWAN標準，是公共或專用網路、智能表計、遙感、工業自動化/監測與控制、無線報警與安全系統、農業、資產追蹤、街道照明和智慧城市應用的理想解決方案。

Telit型號為RE866的組合模塊支持非授權LPWAN LoRaWAN標準和863-931 MHz頻段內的BLE近場通訊能力。它提供一條長距LoRaWAN無線電鏈路和不同的BLE外圍及中央功能。該模塊具備完全的無線傳輸能力，可通過遠程固件安裝和升級跟隨標準的演變。

它是與之連接的BLE感測器裝置之間的天然網關，將數據發送至LoRaWAN協議網路。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標準轉換至非授權標準。

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看到這裡，也許你會發現，上述產品有個共性的迷茫：需求痛點和應用場景不明確。BLE、WIFI等局域技術和NB-IoT、LoRa等廣域技術的混搭，到底可以解決什麼痛點，市場突破口又在哪裡？一家名為Sensoro的公司正在嘗試撥開迷霧，給出清晰的解答。

通過與超過2100名客戶交流之後，他們發現巨頭們紛紛大舉進入的智能家居目前市場剛需並不明確，只有低於20%的客戶訴求。然而，與之形成鮮明對比的是，定位類設備的需求量正在爆發。

於是他們跑到深圳，前前後後花了10個月做了一圈調研，看了大量的所謂「山寨工廠」。有些事情超乎想像，通常一家規模不大的小工廠，每年定位類設備的出貨量都可以達到500-600萬件，根據測算，這樣的白牌企業在深圳至少有50家，也就是每年出貨量將近3億件。雖然相比而言產品較為低端，但卻貨真價實。

如果具體來看這些定位產品的市場分布，主要聚集於「人」、「車」、「物」這三類對象的定位需求。（當然，車也是物的一種，但它的特殊之處在於，它還是物的載體。）其中關於「人」的定位需求僅佔20%，大量的需求在於各種「車」，比如摩托車、小轎車、工業用車…以及各種「物」，比如牛、羊、豬…的定位，佔到80%。

在調研中，他們被一名來自白牌企業的哥們問到，「你們知不知道四川有多少頭黑豬？」隨後其自問自答道：僅僅在林芝靠近藏區的一小片區域，就定位了超過4000萬頭散養黑豬，也就是生態豬，這些豬對當地人來說就是重要資產。他們當時完全聽傻了。

針對定位服務這一市場需求，以前的方案往往使用GPRS+GPS，現在他們研發了LoRa+BLE雙模SiP一體化組合晶元，已經可以量產。BLE短程技術與低功耗的LoRa結合，可以提供遠距離的數據中繼。兩項技術均為低功耗，無需頻繁更換電池：

BLE將小型無線設備連接到任何需要的物理位置，創建一個集成的短距離網路，無需更換電池即可長時間工作，並可通過智能手機或平板電腦隨時隨地進行控制。

LoRa負責提供長期安全的雙向數據傳輸和通信，它允許由BLE驅動的網路設備，通過超低功耗的方式與整個物聯網網路進行較長距離的通信。LoRa可以發送和接收信號的距離可以達到15公里，並可通過增加額外網關，將距離延伸到數百公里。

肥水不流外人田，他們把LoRa+BLE雙模SiP應用在煙霧感測器中，將其作為室內錨點，LoRa負責遠程設備管理通訊，BLE負責定位導航，長短距離通訊一氣呵成，取代了之前需要經常更換電池的sub1G方案。

基於在使用過程中的核算，新方案可以節省大概78%的成本，來自三個方面：第一是晶元成本，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。

無獨有偶，尋息電子也推出了藍牙+LPWAN位置服務系統，通過iBeacon實現近場各類感知數據的採集，通過LoRaWAN將感測器採集數據進行回傳。

3

未來之路充滿爭議，除了LoRa+BLE和LoRa+GPS的雙模SiP，這家公司還在挑戰排列組合的另一個「極限」：研發晶元級的NB-IoT+WIFI雙模晶元級產品。

說到這裡，不得不提及之前的兩篇文章，物聯網智庫在《在消費類終端，NB-IoT和WIFI如何和平共處？》和《NB-IoT/ LoRa/ eMTC和藍牙/ WIFI互補效應的幾個典型案例》中，曾經分析過低功耗廣域網路（LPWAN）和區域網絡（LAN）之間的互補效應，並提出了多模通信技術的混搭，有可能率先突破與支持的應用場景。

以智能家電產品為例進行分析。在海爾推出NB-IoT空調時，其中一點是看重NB-IoT的覆蓋優勢，利用NB-IoT解決在空調中應用時配置的難點。

使用WIFI等短距技術需要用戶自己進行配置，匹配過程十分繁瑣，要經歷手機APP下載、賬號註冊登錄以及設備匹配等諸多步驟，讓用戶不勝其煩。複雜的操作無法匹配用戶對易用性的要求，隨著時間的推移，往往出現WIFI熱點變化後家電無人維護而不再聯網。最終導致使用頻次堪憂，對於製造商和消費者而言，都無法實現其核心訴求。

NB-IoT技術相較於WIFI無線連接技術具有明顯覆蓋優勢，能解決空調、冰箱、熱水器等所處的邊角地帶信號不良的問題，甚至是地下室等WIFI盲區，基本保證家裡無覆蓋盲區。NB-IoT智能空調通過運營商網路直連到雲平台，開機激活一次即可自動完成配置連接。在連接手機等移動終端時，通過手機掃秒空調上的二維碼，一步即可完成綁定，實現遠程操控。

更進一步分析，以往採用WIFI、藍牙、Zigbee等區域網絡技術的物聯網場景中，廠商更多構建的是用戶合適的使用場景，而對自己產品的生命周期管理缺乏更好的方式。低功耗廣域網路LPWAN在各類產品中商用後，廠商可以對自己已經賣出去的產品進行遠程生命周期管理，或許基於此能夠形成更好的商業模式。

話說回來，同時使用NB-IoT和WIFI兩種通訊方案，與研發NB-IoT+WIFI雙模晶元畢竟是兩回事，實踐難度和應用場景都是不同套路。無論是為了提升產品生命周期管理能力、為了對原有解決方案進行縱向擴展，還是為了在複雜場景下提供更多選擇，將NB-IoT與WIFI在晶元層面進行集成都並非剛需。

作為兩種截然不同的技術，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「片」上，將會面臨成本高、功耗不易控制、體積較大等情況，使得應用場景極為受限。

Sensoro把握的場景仍舊是基於位置的服務，設想中的方案採用電池供電，WIFI僅在需要時啟動。暮秋至，初冬近，北京霧霾又起。無論如何，NB-IoT+WIFI融合之路，Sensoro已經起步，至於能在霧霾中前行多遠，尚待時間的驗證。

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