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摘要：物联网时代到来为用户带来了更加低价、便捷、智能和无处不在的物联网服务体验，物联网是物与物之间相互通信构建成的网络，物联网设备彼此之间发送和接收信息，并通过网络中心对数据的分析，从而完成信息的传输、交互及应用。近年来，物与物之间建立的网络，在安全、覆盖、网络速度等方面要求越来越高，本文针对物联网设备通讯网络搭建进行研究，提供多种物联网专用网络的建设方案，实现物联网通讯更加便捷、安全和稳定提供技术参考。
关键词：物联网；通信技术；网络搭建；NB-IoT；LoRa
引言
物联网（IoT，Internet of Things）即万物互连的网络，是在互联网基础上进行延伸和扩展，将设备采集到的各种信息通过传感设备与互联网结合，形成的一个巨大网络，实现在任何时间和地点，人、机、物的互联互通。物联网是新一代信息技术的重要组成部分，从传统的人与人信息交流，拓展到物与物之间进行信息交替，通信方式变得更加智能，更加方便，搭建安全可靠的物联网，也成为当今社会的热门需求。物联网根据通信距离不一样，分为局域网和广域网；根据传输速度不一样，分为宽带物联网和窄带物联网。
一、窄带物联网设备通信网络建设
1.基于NB-IOT搭建物联网
随着科技的进步，物联网行业对通信技术要求越来越高，例如智能抄表，生态农业，智慧停车，智能小区，智能建筑等场景，对广覆盖、低功耗、低成本终端的需求更为明确，但物联网行业的终端、网络、芯片、操作系统、平台等各方路径不一，使得物联网“碎片化”现象严重，广泛商用的2G/3G/4G、WLAN及其他无线技术都无法满足市场的要求，在技术的积累和市场需求的双重作用下，物联网又一大新的技术NB-IoT应运而生。
基于LTE窄带物联网技术（Narrow Band Internet of Things，NB-IoT），是由爱立信、诺基亚、英特尔推动的NB-LTE技术跟华为提出的NB-CIoT技术进一步融合形成的新技术，相比传统GSM，一个运营商基站可以提供10倍的面积覆盖，同时200KHz的带宽可以提供10万个连接，使用AA电池便可以工作十年，无需充电，模组成本小于5美金，具有覆盖广、可连接数量多、速率快、成本低、功耗低、架构优等特点，可满足市场需求。
在网络搭建部署方面，NB-IoT使用License频段，可采取带内、保护带或独立载波等三种部署方式，与现有网络共存，营商利用现有基站进行部署升级，即可实现NB-IoT网络搭建。中国各大运营商将NB-IoT作为5G网络的授权频道，是5G建设的一部分，NB-IOT基础建设已完整，5G正式进入商用阶段，NB-IOT已经成为国内运营商主推的物联网技术。
在实际的物联网应用中，物联网设备中监控器安装带有NB-IoT芯片和传感器芯片，传感数据先传输到运营商基站，再传到企业数据平台，通过企业的集中管理平台数据分析，即可实现物联网设备的应用功能。与传统方案相比，改变了中继网关收集信息再反馈给基站所存在的复杂网络部署、多网络组网、高成本、大容量电池等诸多问题，可以实现整个城市一张网，便于维护和管理，更易寻址安装等优势。
中国国内在运营商NB-IoT网络搭建完成后，使物联网具备更加稳定、安全、统一的网络通信基础，即个人及企业申请入网芯片，即可直接进行物联网应用，降低个人或者企业在物联网应用的准入门槛，促进物联网进一步发展。
2.基于LoRa搭建物联网
从技术方面来看，LoRa相比成本和能耗较高的NB-IoT方案，用户不依靠运营商就可完成LoRa网络部署，不仅部署更快，而且成本更低。
在小区、农场、产业园等封闭区域，特别是NB-IoT信号较弱的室内和地下环境，LoRa技术优势明显。所以在范围较小的区域，可使用LoRa进行搭建。
LoRa（Long Range）是一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案，它的最大特点就是远距离传输，能耗较低。
LoRa网络主要由终端（可内置LoRa模块）、网关（或称基站）、网络服务器以及应用服务器组成。应用数据可双向传输。LoRa的终端节点可能包含各种设备，物联网设备通过LoRa无线通信首先与LoRa网关连接，再通过3G网络或者以太网络，连接到网络服务器中。网关与网络服务器之间通过TCP/IP协议通信。
LoRa技术也有着无法移动的致命缺点，这也使得其无法实现深度覆盖。NB-IoT技术部署方便，网络质量及传输依赖运营商。LoRa就正好相反，用户可以自主把控网络质量，对于网络覆盖可快速优化补充，同时可对经营数据可自行安全把控，根据业务需要扩展网络。但LoRa基站建设需要考虑选址、供电等复杂因素。总之，LoRa也是搭建窄带物联网通讯网络的可选技术，在实际生产过程可进一步评估。
3.特殊场景物联网设备通信网络建设
通讯网络成为物联网发展的重要基础，除了窄带物联网技术，对应的有宽带物联网技术，宽窄带融合技术。还有更加便捷的短距离通讯技术，在传输速率更快。
宽带物联网技术，例如无线宽带网络技术为物联网设备提供通讯服务，一般是在城域网组建使用，例如城市WIFI。
宽窄带融合技术，随着移动通信技术的发展，专业无线通信（PMR，Professional Mobile Radio）步入宽带网络的探讨和标准化制定阶段。搭建TETRA无线集群通信系统，主要原来是指泛欧集群无线电。后来改成陆上集群无线电。主要服务在空客防务与交通管理。TETRA+LTE混合网络的实施由三大主要部分合成：具有特殊技术应用的窄带PMR方案，基于3GPP标准的宽带方案，还有应用及IT方案。宽窄带混合网络实现TETRA用户和智能手机用户的统一管理、统一指挥调度，群组呼叫（MCPTT）功能，关键任务数据（MCData）和视频（MCVideo）的传输。在机场或者火车站组网，还涉及基站，核心网络和终端芯片，使移动宽带安全通信网络能够在各个频段运行，为公安、救援等公共安全和应急组织等提供更有效的服务。
短距离通讯技术WiGig、WIFI、蓝牙、Zigbee、UWB超宽带、EFID、NFC等，主要用于2近场通讯，Zigbee技术可应用在无线传感器的通讯模块、无线硬盘使用EFID通讯技术，丰富的应用技术，使得短距离通讯在通信、汽车、IT、多媒体、工业、医疗、教育等行业发挥重要作用。
结束语
随着传感技术的不断突破，物联网发展越来越迅速，物联网连接数增幅是移动用户数增幅的几十倍，物联网业务收入带来快速的增长。对网络的要求也越来越高，目前5G网络通信技术大力推广，运营商网络即将拥有传输速度快、覆盖面积广的特点，必将成为物联网的发展的另一个推动力。本文提供基于现有的通讯技术特点，是对物联网通讯技术的总结，对推动物联网快速发展具有重要意义。
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