（文章來(lái)源：千家網(wǎng)）

雖然傳統(tǒng)的無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)是有效的，但一種新的，對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)更具效益的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)出現(xiàn)。低功耗廣域網(wǎng)（LPWANs）作為遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)正在不斷發(fā)展壯大，LPWANs可以支持?jǐn)?shù)十億傳感器，并將大量用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。與傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)相比，LPWANs具有一些優(yōu)勢(shì)。首先，可以更低的比特率傳輸信息。只需進(jìn)行一次電池充電，傳感器就可以在LPWANs上運(yùn)行幾年。由于數(shù)據(jù)可以遠(yuǎn)距離傳輸，LPWANs還可以支持覆蓋廣大地理區(qū)域的傳感器。

從成本角度來(lái)看，在LPWANs上部署無(wú)線傳感器比其他方法更具性價(jià)比。由于數(shù)據(jù)速率太低，硬件需求就不那幺強(qiáng)烈了。使用LPWANs有幾個(gè)缺點(diǎn)。LPWAN不太適合于涉及大數(shù)據(jù)包的應(yīng)用程序。需要傳輸更多數(shù)據(jù)的傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該使用更大容量的蜂窩或短距離WiFi、BLE和Zigbee網(wǎng)絡(luò)。此外，LPWANs使用未經(jīng)許可的無(wú)線電頻率，從干擾的角度來(lái)看，這可能更難管理。用于無(wú)線傳感器的叁種主要LPWANs是LoRa、SigFox和NB-IoT。

LoRa是一種被廣泛接受的標(biāo)準(zhǔn)，它使用線性調(diào)頻擴(kuò)頻調(diào)制方案在非常遠(yuǎn)的距離上傳輸數(shù)據(jù)。LoRa是LoRaWAN（通過(guò)網(wǎng)關(guān)或LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)提供商連接無(wú)線傳感器）公開(kāi)可用的層規(guī)范。LoRaWAN具有比SigFox更高的帶寬，并且可以在有干擾的環(huán)境中更有效地傳輸數(shù)據(jù)包。

使用LoRaWAN，數(shù)據(jù)可以在網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間通過(guò)加密消息發(fā)送。服務(wù)器對(duì)最終發(fā)送到最終應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)進(jìn)行身份驗(yàn)證和解密。用戶可以通過(guò)LoRaWAN直接向無(wú)線傳感器發(fā)送消息以重新配置設(shè)備。LoRaWAN傳感器根據(jù)傳感器發(fā)送和接收消息的能力分為叁類。A類設(shè)備一直處于休眠模式，直到有東西可傳輸。這些傳感器可以隨時(shí)發(fā)送上行消息，這使得它們?cè)跓o(wú)線傳感器和執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)（WSAN）中作用重大。

B類傳感器為設(shè)備安排窗口以接收來(lái)自服務(wù)器的下行消息。C類傳感器為消息維護(hù)一個(gè)打開(kāi)的接收窗口，直到它們需要傳輸信息。因此，C傳感器可以實(shí)現(xiàn)低延遲通信，但比其他類型的傳感器消耗更多的功耗。對(duì)于所有這些LoRaWAN傳感器類型，網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)人員必須有適當(dāng)?shù)木W(wǎng)關(guān)硬件來(lái)接收數(shù)據(jù)并將信息傳遞給服務(wù)器。

SigFox使用超窄帶傳輸將無(wú)線傳感器直接連接到基站。該標(biāo)準(zhǔn)已在55個(gè)以上的國(guó)家/區(qū)域覆蓋，并可以在美國(guó)以600bps的速率支持每個(gè)子頻段超過(guò)100個(gè)以上的信道。但是，數(shù)據(jù)包僅限于12個(gè)字節(jié)，而且該標(biāo)準(zhǔn)不允許消息ACK（確認(rèn)字符）。SigFox用戶按每臺(tái)設(shè)備和每天發(fā)送的上行與下行消息數(shù)量付費(fèi)。

NB-IoT利用現(xiàn)有的蜂窩塔基礎(chǔ)設(shè)施為低功耗設(shè)備提供廣泛的覆蓋范圍。該標(biāo)準(zhǔn)采用保護(hù)帶窄通道，以避免干擾，并能很好地穿透室內(nèi)環(huán)境。2018年，T-Mobile通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)增加了NB-IoT的覆蓋范圍。設(shè)計(jì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)有幾個(gè)關(guān)鍵特性行持續(xù)的維護(hù)和更換。

首先，應(yīng)該易于在網(wǎng)絡(luò)中定位節(jié)點(diǎn)。當(dāng)開(kāi)發(fā)人員知道在哪里可找到他們所有的設(shè)備時(shí)，進(jìn)行傳感器的維護(hù)（比如更換電池和更新組件）就容易多了。第二，傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該能夠承受節(jié)點(diǎn)故障而不會(huì)造成廣泛的干擾。拓?fù)湓诰W(wǎng)絡(luò)如何處理連接性的問(wèn)題中起著重要作用。部署無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的用戶必須選擇能夠承受組件故障的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

第叁，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該易于擴(kuò)展。開(kāi)發(fā)人員必須能夠有效地?cái)U(kuò)展他們的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)，不必投入大量的資金。最后，功耗。使用的無(wú)線傳感器應(yīng)與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)需求保持一致。