一、概述

在當前社會經濟發展形勢下，信息傳輸對社會經濟發展具有重要影響。近年來，通信技術水平得到顯著提升，并得到迅速推廣，已深入工業領域和民用領域之中，傳統的通信方式已不能適應當前社會經濟的發展需求，在此背景下無線通信技術應運而生。無線通信技術在其傳輸速度及成本方面具有顯著優勢，包括價格低廉、靈活多變、傳輸迅速等特點，在軟件、網絡、微處理器、云計算和物聯網等諸多要素結合下，使實現數字化、智能化轉型成為可能，在大型生產場景中會涉及到生產應用系統、設備、產品、人員等因素，讓穩定、高速、易管理的無線網絡成為必不可少的需求。

不同的無線通信方式在組網、功耗、通信距離、安全性、穩定性等方面各有差別，因此，不同的組網方式擁有不同的應用場景。目前工業物聯網中最常見的幾種無線通訊方式有Wi-Fi、藍牙（Bluetooth）、NB-IoT、LoRa。

二、無線通信的幾種方式

Wi-Fi

Wi-Fi是一種允許帶WIFI功能的設備連接到一個無線局域網（WLAN）的技術，Wi-Fi全稱Wireless Fidelity，又稱802.11標準。廣泛用于物聯網應用案例，主要為移動設備接入LAN（局域網）、WAN（廣域網），以及互聯網而設計，移動設備扮演客戶端角色，服務端為網絡中心設備（如服務器等）。

（1）Wi-Fi技術的優點

覆蓋范圍廣：Wi-Fi的半徑則可達300英尺左右約合100米，還可進行增設天線或熱點，擴大覆蓋面積。

速度快可靠性高：通信時最高帶寬為l1Mbps，在信號較弱或有干擾的情況下，帶寬可調整為5．5Mbps、2Mbps、1Mbps，帶寬的自動調整，有效地保障了網絡的穩定性和可靠性。

網絡結構：支持星型拓普結構組網。

（2）Wi-Fi技術的缺點

信號衰減大：相對于有線網絡，無線網絡在其覆蓋的范圍內，它的信號會隨著離節點距離的增加而減弱，導致傳輸速度減弱，且無線信號容易受到遮擋物的阻礙、電磁環境及雷電天氣的影響，無線信號容易受到同頻率電波的干擾。

安全性差：Wi-Fi雖然提供了一種名為WEP的加密算法，它對網絡接入點和主機設備之間無線傳輸的數據進行加密，防止非法用戶對網絡進行竊聽、攻擊和入侵。由于Wi-Fi沒有線網絡物理結構的保護，而且也不像要訪問有線網絡之前必須先連接網絡，如果網絡未受保護，只要處于信號覆蓋范圍內，只需通過無線網卡別人就可以訪問到你的網絡，占用你的帶寬，造成你信息泄露。

（3）Wi-Fi技術的應用

隨著Wi-Fi技術的發展和更新，Wi-Fi作為物聯網最重要的連接方式之一，從第一階段以手機、平板電腦、筆記本電腦等消費級電子終端為驅動，第二階段以智能家居、智慧城市、智能制造、工業4.0等物聯網應用為驅動，第三階段以虛擬現實、超高清視頻應用等新一代高速率應用為驅動，正重點滲透物聯網應用場景，作為應用最廣泛的無線聯網手段。

藍牙

藍牙（ Bluetooth ）是一種近距離的無線傳輸技術，最早由愛立信公司于1994年創立，當時是作為RS232數據線連接的替代方案，可實現在固定設備、移動設備之間進行短距離的數據交換，從1998年發布藍牙Bluetooth 1.0到現在，已發展到Bluetooth 5.0，在數據傳輸速度、穩定性、安全性、交換協議、功耗表現等方面有很大改進和提高。

（1）藍牙技術的優點

傳輸方式：采用電路交換和分組交換技術，支持異步數據信道、三路語音信道以及異步數據與同步語音同時傳輸的信道，可同時傳語音和數據。

對等連接：可以建立臨時性的對等連接，根據藍牙設備在網絡中的角色，可分為主設備（Master）與從設備（Slave）。

體積小：藍牙模塊體積小，便于集成，通常都是直接嵌入移動設備內。

低功耗：藍牙設備在通信連接（Connection）狀態下，有四種工作模式，激活（Active）模式、呼吸（Sniff）模式、保持（Hold）模式和休眠（Park）模式，根據實際使用四種模式自動轉換。

（2）藍牙技術的缺點

傳輸距離短：藍牙5.0理論上能夠在100米左右的距離范圍的設備之間進行短距離連線，但實際使用時大約只有10米左右。

抗干擾性差：由于藍牙傳輸協議和其他2.4G藍牙設備一樣，都是共用這一頻段的信號，會導致信號互相干擾的情況。

（3）藍牙技術的應用

藍牙技術比較大的特點就是讓便攜式的移動通訊設備快速聯網，進行數據的傳輸與交換，目前普遍應用在移動終端、穿戴設備、智能家居、車輛網等行業中。

NB-IoT

NB-IoT(Narrow Band Internet of Things，簡稱NB-IoT)基于蜂窩網絡的窄帶物聯網，可直接部署于 GSM 網絡、UMTS 網絡或 LTE 網絡，以降低部署成本，實現平滑升級，是物聯網領域的一種新興技術，也是未來物聯網建設的主要標準，NB-IoT標準已經凍結，中國已經處于規模商用階段，因為支持低功耗設備在廣域網的蜂窩數據連接，也被叫作低功耗廣域網LPWA。

（1）NB-IoT技術的優點

強連接：NB-IoT可以比現有無線技術提供50-100倍的接入數。支持低延時敏感度、低設備功耗和優化的網絡架構。

覆蓋廣：NB-IoT能在室內、地下室進行覆蓋，不僅可以滿足偏遠地方的網絡覆蓋需求，遠距離通信可達10KM以上，也同樣適用于廠區、車庫、井蓋這類對深度覆蓋有要求的應用場景。

低功耗：NB-IoT聚焦小數據量、小速率應用，因此NB-IoT設備功耗可以做到非常小，設備續航工作時間可以從過去的幾個月大幅提升到幾年。

低成本：NB-IoT無需重新建網，射頻和天線基本上都是復用。低速率、低功耗、低帶寬同樣給NB-IoT芯片以及模塊帶來低成本優勢。

（2）NB-IoT技術的缺點

通信數據小：計算能力較弱、傳輸數據量小、升級較困難。

部署環境復雜：不少NB-IoT終端部署在戶外等不安全的場所， 容易被盜竊、被控制。終端失控后易造成用戶隱私 等信息的泄露。

升級難度大：NB-IoT終端部署廣泛數量大、網絡通信資源不夠豐富，給NB-IOT終端及時升級帶來困難。未能及時升級的“帶病”終端是系統的安全隱患。

安全風險大：開放網絡帶來的安全風險。NB-IoT接入的網絡和核心網面向大量終端開放，網絡層易遭受來自終端及無線空間的攻擊，給系統帶來被入侵的風險。

（3）NB-IoT技術的應用

NB-IoT是互聯網的延伸和擴展，具體來說，它是將各種信息傳感設備與互聯網結合起來，實現任何時間、任何地點，人、機、物的互聯互通。目前NB-IoT已經廣泛用在智能家居、智能儀表、智能設備、智慧城市、人工智能等領域。

LoRa

LoRa（Long Range，簡稱LoRa）無線傳輸，是由美國Semtech公司推出的一種基于擴頻技術的低功耗窄帶遠距離通信技術，LoRa使用線性調頻擴頻調制技術，保持了低功耗的同時，增加了通信距離和網絡效率，并消除了干擾，即使用相同頻率同時發送數據也不會產生相互干擾，能并行接收、處理多個節點數據。在同樣的功耗條件下比其他無線通信方式傳播的距離更遠，實現了低功耗和遠距離的統一，它在同樣的功耗下比傳統的無線射頻通信距離擴大3-5倍。

（1）LoRa技術的優點

通信距離遠：城區通信距離在1KM-2KM，郊區通信距離可達15KM。

連接節點多：可添加萬個節點數，網絡部署拓撲布局可以根據具體應用和場景設計部署自行組網，成本低。

低功耗：在通信頻次低、數據量不大的應用情況下，電池可使用1~5年。

（2）LoRa技術的缺點

安全性低：數據傳輸方式是將現場數據先發送到基站再傳回企業服務器，并不是直接上傳，這一過程中存在數據泄露。

延時性差：廣域網的傳輸路徑中干擾及遮擋因素不可控，鏈接傳輸有延時，容易導致數據接收不穩定。

（3）LoRa技術應用

LoRa正在全球范圍內應用部署，因為其低功耗、深度覆蓋、容易部署等優勢使得其非常適用于要求功耗低、距離遠、大量連接以及定位跟蹤等的物聯網應用，目前智能抄表、智能停車、車輛追蹤、智慧工廠、智慧農業、智慧工業、智慧城市、智慧社區等領域得到應用。

三、無線通信在未來的發展

無線通信本身是一個多樣化的市場，并沒有任何一種技術可以解決所有問題，面對不同的無線通信技術，企業應該結合自身場景進行選擇，滿足需求解決痛點才能發揮其最大價值，為企業帶來實實在在的效益。隨著大數據、云服務、智能制造、高端裝備等新技術的興起，為順應信息化、數字化、智能化的發展潮流，無線通信在商用、民用、工業各領域將獲得更為廣泛的應用，未來也將朝著更可靠、靈活、穩定及建設成本更低的方向發展。(來源于網絡）