物聯網應用必須進行許多設備間及雲端資料傳輸，藉由在本地近端建立霧運算架構可有效減少傳輸量與延遲，而無線通訊則是實現完整連接能力不可或缺的要項，如何為應用系統選擇正確的無線技術將是設計成功的關鍵。
物聯網的成功取決於可連接至世界各地的設備，而無線通訊將成為實現這一目標的主要手段。無線標準種類繁多，該如何做出恰當的選擇？
目前，物聯網的身影在手機上隨處可見，蜂巢式網路、Wi-Fi、藍牙(Blutooth)等通訊技術已是眾所周知。還有一些其他的技術，無論是否新技術，都為物聯網應用提供了另一種選擇。由於應用程式各不相同，範圍、資料需求、安全性和功率需求、電池使用壽命和目標市場等，這些因素將決定如何對技術進行選擇。
選擇無線標準時，功耗是一個關鍵的考慮因素。設備是電池充電還是插板充電呢？電池充電的設備必須盡可能節約能源，限制更換電池或給電池充電的必要性。電池的類型也是一個重要的考慮因素。如果想使用鈕扣電池來運行設備，且幾年時間都不進行更換(如溫度感測器)，那麼，這個選擇將與預期定期充電(如手表)的設備有很大的不同。
資料率也是一個重要的考慮因素。有多少資料需要在設備和使用者的手機、雲端或中央樞紐之間進行傳輸？某些無線通訊技術的輸送量比其他技術高，因此，進行適當的設計選擇至關重要。例如，多媒體流應用程式需要比健康追蹤器更高的輸送量。
根據所預期的傳輸距離和設備的物理位置，頻率和傳輸功率在設計決策中占了很大的比例。設備通訊的頻率將影響設備穿透牆壁和建築物的能力，以及訊號可以傳播的總距離。一般而言，相比高頻率，低頻率可以更好地穿透牆壁和建築物。
此外，還需要考慮設備需要發送資料的距離。由於應用程式的差異，可能需要遠端(km)，如遠端農業監視器；或中程(m)，如智慧家居；或短程(cm)，如健康跟蹤器。
最後，查看網路拓撲，或設備如何彼此連接以給使用者提供資料或控制環境，這一點也至關重要。是否會有一個中央樞紐，使所有的設備都與之通訊？這些設備會直接與使用者的行動設備通訊嗎？或者，每個設備都能在網格配置中相互通訊嗎？
有了這麼多的連接選項，於是更難抉擇出最佳選擇。接下來，讓我們詳細地探討這些選項，以及它們如何與特定的設備相關聯。
IEEE 802.11/Wi-Fi
對於開發人員而言，Wi-Fi連接通常是一個常見的選擇，尤其是在家居產品和許多消費環境中，Wi-Fi可謂無處不在。根據IEEE標準，Wi-Fi的資料傳輸速率可以從1Mbit/s到Gbit/s，里程可達300m。對於Wi-Fi和IoT來說，最大的挑戰是電池續航時間有限。Wi-Fi供應商正使用新功能和新標準，努力降低Wi-Fi功耗，但需要一段時間才能正式推向市場。最新的IEEE 802.11ah標準使用915MHz頻譜，資料率低至300kbit/s，最高里程可達1km，其新特性可將電池壽命延長至數月甚至數年。
Bluetooth
作為主要的短程通訊標準之一，藍牙在許多消費品市場中的地位已經變得舉足輕重。預計，藍牙將成為可穿戴產品的主要技術。
藍牙將無線配件與智慧手機或平板電腦連接起來，並可作為互聯網閘道使用。可穿戴式心率監測器將資料上傳至雲端伺服器，或手機遙控的門鎖向保全公司發送狀態資訊，這是眾多物聯網應用的兩個案例，而這些應用都可以通過藍牙技術來實現。
低功耗藍牙(BLE)是物聯網應用的重要協定，它提供了與藍牙類似的里程，卻大幅降低了功耗。不過，BLE的設計並不針對檔案傳輸，而是更適合小塊資料。由於其在智慧手機和許多其他行動設備上進行了廣泛的整合，故而在個人設備上使用時有很多技術上的優勢。網際網路協定支援的最新版本將允許低功耗藍牙感測器直接訪問網際網路。
6LoWPAN
6LoWPAN(低功耗無線個人區域網路的IPv6)適用於低功耗且處理性能有限的設備。它旨在為小設備提供物聯網連接，如鈕扣電池供電的感測器。該標準只定義了802.15.4資料連結層和TCP/IP堆疊之間可插入的有效適應層。
對於整個協定堆疊，仍然沒有全面的標準。此外，目前還不存在針對6LoWPAN解決方案的認證計畫。由於資料連結層中有多種可選模式，不同的製造商開發的解決方案在網路層無法交互操作。儘管如此，這些解決方案可以被指定為6LoWPAN網路，而在不同網路中駐留的6LoWPAN設備可以通過網際網路(Internet)進行通訊，只要它們使用相同的Internet應用程式通訊協定。6LoWPAN設備還可以與任何基於IP的伺服器或設備進行通訊，包括Wi-Fi和乙太網設備。
6LoWPAN通訊協定仍然是一個全新的協定。初始安裝是2.4GHz、868MHz和916MHz的ISM頻段。由於802.15.4技術(網狀網路拓撲、大型網路、可靠的通訊和低功耗操作)和IP通訊技術的優勢，6LoWPAN處在一個有利的位置，可以推動不斷發展的雲連接感測器市場、低資料率應用和功耗敏感型應用程式向前發展。
Thread
有一個旨在家居智慧環境的基於IP的IPv6網路通訊協定，即基於6LowPAN的Thread。這個由Thread Group於2014年中發布的免授權協定基於各種標準，包括無線空中介面協定IEEE802.15.4、IPv6和6LoWPAN，並為物聯網提供了一種彈性的基於IP的解決方案。由於要在現有的IEEE802.15.4協定上工作，Thread支持使用IEEE802.15.4無線電收發機的網狀網路，且能處理高達250個節點，並具有很高的認證和加密能力。一個相對簡單的軟體升級即可允許使用者在現有的IEEE802.15.4設備上運行Thread。
ZigBee
作為網狀網路，ZigBee(也使用IEEE 802.15.4)主要在2.4GHz的ISM頻段上運行，但它也支援868MHz和916MHz的ISM頻段。儘管ZigBee的資料傳輸率最高可達250kbit/s，但實際應用程式的資料傳輸率往往要低得多。省電模式使鈕扣電池的操作可以維持幾年。
這個標準由ZigBee Alliance維護。它定義了802.15.4資料連結層之上的協定層，並提供了一些應用程式函式庫。ZigBee在智慧電網領域的應用非常成功。
儘管ZigBee標準有一個IP規範，但是它與主要應用程式領域的公共函式庫分離，並且尚未得到廣泛的應用。ZigBee網路需要一個應用級的閘道進行雲連接。閘道作為節點來實現，是ZigBee網路的一部分，同時通過乙太網或Wi-Fi來執行TCP/IP堆疊。
ZigBee PRO和ZigBee遠端控制(RF4CE)，以及其他可用的ZigBee設定檔，其針對的應用程式需求是，在一個受限制的區域及100m範圍如家居環境或建築物內，資料率相對較低，不需要頻繁的資料交換。
SigFox
Sigfox是一項遠距離技術，就里程而言介於Wi-Fi和蜂巢式網路之間。它使用ISM頻段，且不需要獲得許可，便可以在一個非常狹窄的頻段內與連線物件傳輸資料。對於許多運行小電池且僅需要低層次資料傳輸的機器對機器(M2M)應用程式來說，Wi-Fi的傳輸里程太短，而蜂巢式網路成本昂貴且功耗大。Sigfox使用一種稱為超窄頻(UNB)的技術解決了此問題，其處理的是低資料傳輸，速度每秒10位元到1000位元。
NFC
近場通訊(NFC)是一項技術，可以在電子設備之間實現簡單和安全的雙向互動，尤其適用於智慧手機，使消費者可以進行非接觸式支付交易、訪問數位內容及連接電子設備。從本質上說，它擴展了非接觸式卡技術的功能，使設備能夠在不超過4cm的距離內共用資訊。
LoRa
LoRaWAN的目標是廣域網路(WAN)應用程式，旨在為低功耗廣域網路提供各項功能，以支援物聯網、M2M、智慧城市和工業應用的低成本行動安全雙向通訊。其針對低功耗進行了優化，並支援具有數百萬台設備的大型網路，資料率是0.3kbit/s到50kbit/s。
邁向物聯網新時代 霧運算技術恰逢其時
許多需要物聯網通訊的新興應用將依賴設備之間的有效資訊傳輸，它們通常使用基於雲端的應用程式。不過，在許多情況下，這將產生大量不必要的資料通訊。使用一個當地就近部署的通訊中心可以更有效地處理延遲。霧運算便是支援設備有效通訊的絕佳選擇。
顯而易見的是，無論使用哪種連接，傳輸資料至雲端時總要產生頻寬、存儲、延遲和成本方面的消耗。因此，出現了一種趨勢——使邊緣節點/閘道更加智慧，而霧運算可以通過將雲端擴展到裝置所在的位置來實現這一目標。使用這樣的模式具有多重優勢，因為它可以降低成本和功率，生成超低延遲，進行即時分析，且使邊緣具有高級安全性能。
為應用系統篩選正確的通訊標準將是決定解決方案與其他設備和人員互通的關鍵點。通常，不存在簡單的「一個標準適合所有」的解決方案，並且將需要多個無線通訊組合來確保解決方案能夠與外部世界進行互動。在許多應用程式中，我們可以看到多個標準的整合，從整合6LoWPAN的802.15.4，到藍牙智慧(LE)、藍牙4.0、再到Wi-Fi。
(本文作者任職於Imagination)