物联网生态系统包括用于各种创新应用的众多设备，例如可穿戴设备、家庭自动化、智能建筑、工业自动化、医疗设备等。应用程序工作的可靠性取决于物联网设备相互通信的程度。无线网络构成了设备之间通信的基础。

在不同应用场景的背景下对网络技术的要求是非常不同的。因此，市场上已经建立了各种无线通信标准。这些标准确保了设备的安全互操作性，并且每种技术都适用于不同的用例。例如，许多设备可以由电池或替代能源供电。低功耗在这里很重要，这样设备一次充电就可以运行更长的时间。另一方面，对于连接到电网的设备，重点可以放在数据传输率和范围上。



网络拓扑也因应用而异。一些传感器阵列可以布置成星形配置，边缘设备作为集线器，而网状网络越来越多地用于智能家居应用，例如智能照明。

除了以上因素，选择最优的无线协议还取决于边缘应用的安全要求。此外，支持云访问的开发环境的可用性和多种协议的开发也起着核心作用。几种无线协议目前在物联网生态系统中发挥着关键作用。


物联网设备可以集成到不同的网络拓扑中



多协议设备支持灵活但复杂的应用

Wi-Fi 6以更快的速度得分
当前的Wi-Fi一代Wi-Fi 6旨在支持更高的带宽、更高的速度、更低的延迟和大量可靠的连接。Wi-Fi 6基于IEEE 802.11ax标准，工作在2.4、5和6GHz频段。Wi-Fi接入点充当网关，允许多个客户端设备连接到Internet并相互连接。这些接入点支持在5/6GHz频段内同时进行高带宽和易延迟应用的多频段操作，并在2.4GHz频段内支持更低的数据速率和更长的传输距离。Wi-Fi Direct在两个客户端设备之间建立直接连接。

适用于短距离的Zigbee、Thread和蓝牙LE
Zigbee、Thread和蓝牙低功耗(Bluetooth LE)是使用较少功率并支持网状网络的短距离网络协议。每个协议都有自己的特点，例如最大网络规模、数据量和延迟。然而，这三者都支持低功耗和数据消耗网络，使其成为家庭和楼宇自动化应用的理想选择。Zigbee和Thread均基于IEEE 802.15.4 PHY和MAC层，并在2.4GHz频段运行。随着每个协议的发展，它们之间的性能差异变得越来越小。因此，在选择一种或另一种协议时，最重要的决策因素之一可能是各自生态系统的成熟程度。

超宽带技术(UWB)得分与安全性
UWB 最初用于高速数据通信，现已发展成为一种基于IEEE 802.14.4a标准的极其安全和高精度的技术。UWB技术可以嵌入到智能手机、可穿戴设备和智能钥匙等设备中。这些设备使用称为“测距”和“飞行时间”(ToF)的技术来准确测量在系统范围内时与另一个 UWB 设备的距离。UWB的典型用例包括移动支付、室内导航、安全非接触式访问和室内/室外资产定位。

近场通信(NFC)征服日常生活
NFC在RFID频谱的射频(RF)范围内工作，以存储和传输数据。由于它是一种专为短距离设计的技术，因此只有当两个设备彼此靠近时，才能通过NFC进行数据传输。这使得节能运行成为可能。NFC是用于访问控制和非接触式移动支付的成熟技术。支持NFC的设备可以充当临时用户界面，并允许配置其他产品，例如工业机械和车辆。

5G得分更智能、延迟更低
由于更高的数据速度、更大的网络容量和更短的延迟时间，5G越来越多地用于长距离连接。5G承诺将机器学习和人工智能(AI)带到网络边缘。此外，由于低延迟时间，可以实现一系列实时应用，例如车联网(V2X)、虚拟现实应用和智能制造。

多协议设备+云=增加复杂性
在当今的物联网市场中，越来越多的物联网设备正在开发具有多协议功能。这意味着应用程序开发人员具有更大的灵活性。例如，蓝牙LE可以将设备连接到现有的家庭自动化网络，而Thread或Zigbee可以与同一网络上的其他设备进行交互。同时，与云的连接正在成为物联网应用的标准要求。远程诊断、无线(OTA)升级、远程设备管理和增强的网络边缘计算能力只是支持云的设备的一些优势。
然而，对于面临越来越短的开发周期的开发人员来说，多协议设备增加的灵活性，加上云连接的复杂性，意味着已经负担过重的项目需要额外的费用和时间。幸运的是，在这些硬件和软件开发的同时，越来越多的工具使开发工作变得更容易。例如，Matter是一个统一的、基于IP的连接协议，可简化多协议系统的开发。Matter是一种开源标准，使开发人员能够构建可靠、安全的物联网生态系统并提高智能家居设备之间的兼容性。同时，许多云提供商提供

掌握挑战
有效和安全的边缘计算取决于物联网生态系统中的所有设备能够相互通信。在应用范围不断扩大的同时，对通信的需求也变得越来越复杂。设备和协议已经发展以满足这一进步。现代硬件和软件工具包支持开发人员克服联网和不断发展的物联网生态系统的复杂挑战