近年来，随着LoRa、NB-IoT等低功耗广域网的广泛应用，物联网产业在工业、零售、交通等各行业迅速发展。运营商积极投入资金补贴NB-IoT模块，推动物联网产业链完善。5G技术的出现将进一步提升物联网部署，预计2019年将成为物联网规模爆发的关键年份。中国作为全球物联网最大市场之一，吸引了微软、华为等科技巨头投资，积极布局物联网市场。运营商物联网连接规模迅速增长，特别是中国移动物联网连接数同比增长140%至5.51亿。预计到2020年，超过65%的企业将部署物联网，物联网行业将迎来黄金发展时代。
FMS组网和LoRa Mesh组网都是基于Mesh网络的低功耗广域网技术，旨在实现物联网设备的远距离通信连接。FMS组网利用超窄带无线通信技术，在微小频带内通信，具有低功耗和长距离传输的特点，适用于智能城市和环境监测等应用。LoRa Mesh组网基于LoRa技术，在免费频段工作，通过Mesh网络实现自组织和多跳路由，适用于智能农业和智能建筑等领域。两者技术基础不同，但都能实现低功耗和长距离通信，采用Mesh网络拓扑，具有自组织和多跳路由能力。在选择适合的技术时，需考虑频谱利用、传输距离、功耗、网络拓扑和兼容性等因素。
计算机网络主要分为局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）。局域网是覆盖范围最小，通常在一栋或几栋建筑物内，应用最广泛。城域网覆盖几百平方千米的城市内，由多个大型局域网组成，传输距离较局域网长，信号容易受到环境干扰，组网成本较高。广域网覆盖范围最大，能实现大范围的资源共享，通常由多个城域网互联，甚至全球网络的互联，传输速率高，网络结构复杂，工程难度大。
窄带物联网（NB-IoT）是一种低功耗广域网（LPWAN）技术，连接需要少量数据、低带宽和长电池寿命的设备，适用于物联网应用。NB-IoT市场规模预计到2025年将达60.20亿美元，复合年增长率为34.9%。NB-IoT芯片组市场由高通、UNISOC和ASR主导，中国是全球NB-IoT芯片组市场上最具主导地位的国家。NB-IoT芯片组市场预计将从2020年的4.61亿美元增长到2025年的24.84亿美元，复合年增长率为40.0%。NB-IoT使用半双工通信，具有成本低、耗电少、容量大、广覆盖等特点，但数据传输速率较低限制了其在某些高带宽应用中的能力。随着NB-IoT技术的应用范围不断扩大，进入该领域的企业越来越多，物联网的使用和连接设备的数量成倍数增长，这些都是推动NB-IoT芯片组市场增长的重要因素。
在5G时代的智慧城市中，低功率广域网（LPWAN）技术如LTE CAT M1和NB-IoT等带来了许多创新应用和商机。这些技术在智能电表、路灯、交通系统等领域有着广泛应用。2022年，全球智慧城市投资预计将达到291亿美元，市场前景广阔。LPWAN技术如Sigfox、LoRa等可以互补，实现多种应用场景。LTE CAT M1在移动速度快的情况下表现更好，支持语音传输，而NB-IoT在数据传输和省电方面有优势。从2017年起，NB-IoT和LTE CAT M1的商用产品不断发布，欧洲将专注于NB-IoT开发，但LTE CAT M1也将因其特性在未来得到更多应用。
SD-WAN是利用软件定义技术优化广域网连接的技术。它通过集中管理不同站点的流量，提供灵活性、高效性和安全性，允许多个设备共享同一连接，降低成本。SD-WAN结合了SDN、VPN和NFV技术，提高网络性能和可靠性。企业可以利用SD-WAN轻松实现远程管理，根据需求调整网络规模，并通过加密等技术增强安全性。
本文简要介绍了计算机网络的基本概念和应用。首先，它定义了局域网和广域网，以及它们的特点和应用场景。接着，文章阐述了互联网的结构和运作方式，包括数据包的传输和网站访问的过程。然后，文章介绍了OSI参考模型，解释了每一层的功能，如应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。最后，文章讨论了网络性能的几个关键指标，包括速率、带宽、吞吐量、时延、时延带宽积、往返时间和利用率，并对每一项进行了详细的解释。
随着IT技术发展，局域网、广域网和互联网的普及带动了各行各业，各单位纷纷建立了自己的网站和系统，对系统的可靠性要求也相应提高。传统的UPS电源存在等待故障出现才进行维修的缺陷，但随着微处理器CPU和监控软件的引入，UPS的自检功能得到了加强，通过监控软件可以及时显示故障部位或器件。随着网络技术普及，UPS应具备无人值守、自检和联网功能，通过网络监控UPS的运行参数，并在故障时通知相关人员。WEB监控系统可分为现场监测与控制、数据存储与转发、客户端接收与命令发送三个子系统，通过研华ADAN4017模块采集数据，并通过RS485通信协议进行传输。系统中的工控机与实时数据库服务器通信，并通过套接字Socket与应用服务器通信，用户可以通过ActiveX控件进行监控操作。
LoRaWAN是一种低功耗广域网标准，由LoRa联盟推出，定义了网络的通讯协议和系统架构。它提供了智能设备间的互联互通服务，适用于低速率和小数据传输的应用场景。LoRaWAN具有长距离、低功耗、免授权频段和大容量等特点，覆盖范围广泛，使用电池供电的终端，电池使用寿命可达10年。LoRaWAN还可以自建网络，无需运营商介入。典型应用包括水位告警和智慧停车等。在水位告警应用中，通过网关将水位终端信息转发给物联网平台，管理员可实时掌握水位状态，及时做好防汛措施。智慧停车应用中，地磁终端探测车位占用状态，管理员可实时掌握车位状态，解决车主难找车位的问题。
SD-WAN是一种软件定义的广域网技术，它使用软件来代替传统的专有硬件设备，实现网络的集中管理和智能路由。它具有更灵活的网络连接、智能路由和负载均衡、统一的管理平台以及提高安全性等优点。通过SD-WAN，企业可以轻松建立异地组网，实现灵活、可靠和安全的网络连接。
无线嵌入式模块简化了物联网硬件和软件设备的开发。近年来测量仪器的转型大大提高了质量在控制工程中，通过与各种电子系统的有效接口，可以对数据进行更大的分析和解释。蜂窝广域网解决方案为智能计量应用提供了许多优势，包括降低通信基础设施成本。智能电表正在帮助实现电网现代化，提供远程监控功能。更频繁，更可靠地传递有关能源质量和电力的信息。
在探讨组网技术之前，需要了解其概念：即让各个设备之间能相互通讯。例如，手机连接路由器进行数据传输，路由器连接交换机，形成树形组网方式。局域网如家中三台手机和路由器间形成的网络，广域网如通过上级设备与其他地区设备通讯的网络。组网技术的意义在于使设备之间产生数据交互。蓝牙技术支持短距离通讯，功耗低，如蓝牙耳机；WIFI技术有成熟组网方式，传输速率快速，如智能插座；Zigbee技术短距离、超低功耗，组网多样；LoRa技术具备低功耗和远距离组网特点，传输速率较低。这些技术使得设备之间能够高效、便捷地进行数据交互。
AIoT已经成为未来技术主流形态，结合物联网和人工智能实现万物智能互联。预测2025年中国物联网连接数近200亿个，海量连接将促使IoT与AI融合。使用LoRaWAN和边缘人工智能可解决物联网中的远程通讯性能和电池寿命问题。边缘计算可将智能处理放在网络边缘，减少数据传输，降低延迟，提高安全性，并扩展应用程序。安富利的SmartEdge Agile和工业物联网网关等设备可以帮助利用边缘人工智能加速应用场景落地。
以太网是一种局域网（LAN）技术，通过IEEE 802.3协议控制数据传输。它广泛应用于办公室、银行和家庭中的有线网络，大多数电脑都具备以太网适配器。要构建以太网LAN，需要具备连接的设备、网络接口卡、路由器、集线器、交换机或网关、UTP电缆以及管理网络的软件。以太网的工作原理涉及设备之间感应载体并发送数据包，如果发送失败会稍后重试。以太网电缆是连接计算机和路由器的关键组件，可以在亚马逊、百思买等电子零售商购买。
目前低功耗广域网（LPWAN）市场主要由LoRa与Sigfox占据，但随着NB-IoT技术的标准化，市场可能发生改变。NB-IoT是3GPP标准，获得了强大的3GPP行动通讯生态系统的支持。ARM、Sequans、Altair、高通等公司都在推出各自的NB-IoT解决方案。IHS Markit预测NB-IoT市场将在2021年达到1.41亿链接的规模，年复合增长率可达240%。
低功耗广域网（LPWAN）作为一种以低速率进行远距离无线通信的技术，凭借其低带宽、低功耗、远距离等特性，已经成为物联网连接中的主导技术。Silicon Labs 提供了多元化的 LPWAN 解决方案，包括 FG25 和 FG28 SoC，以支持各种协议和网络。FG25 SoC 配备强大的 ARM Cortex-M33 处理器和更大的内存，适用于长距离、低功耗传输。FG28 SoC 是一款双频 SoC，具有内置的 AI/ML 加速器和 Secure Vault 安全技术，支持超过一英里的设备间通信，适用于智慧农业、智慧城市等场景。Silicon Labs 还与 TensorFlow、Sensory 和 Edge Impulse 等领先的人工智能和机器学习工具提供商合作，简化机器学习模型的开发，并提供丰富的软硬件参考设计和覆盖全中国的技术支持，助力客户高效完成产品设计。
Semtech的LoRa Core产品组合在全球范围内推动了经济和环境的变化，为创新提供了新机遇。LoRa Core技术为物联网提供远距离、低功耗的通信解决方案，简化了操作流程，降低了成本。LoRa Core被广泛应用于智慧城市、智能家居、智慧农业等领域，实现了智能表计、资产追踪、温度湿度检测、泄漏检测、精准灌溉和新冠肺炎疫情防控等功能。Semtech将继续推进LoRa Core技术的发展，例如改善网络功能、地理定位追踪等，以解决能源管理、自然资源减少、污染控制和基础设施效率等挑战。
SD-WAN是一种新兴网络技术，利用软件定义网络控制器管理和优化广域网连接。它通过软件定义网络控制器（SDN Controller）实现。尽管SD-WAN与虚拟网（Virtual WAN）相似，但它们在概念、架构和功能上有区别。虚拟网将多个物理网络组合成一个逻辑网络，而SD-WAN则专注于优化广域网连接。SD-WAN架构相对简单，包括SDN控制器和分布在不同分支机构的SD-WAN设备。SD-WAN具有带宽优化、负载均衡、故障恢复和智能路由等功能，并集成网络安全机制，如防火墙和VPN，保障广域网连接安全。
看了一些关于物联网的解读，很多人对物联网有误解。实际上，物联网不仅仅是简单的联网，它需要成为智能互联产品。智能互联产品有三个核心要素：物理组件、智能组件和连接组件。智能互联产品支持监视、控制、优化和自治等功能。物联网不仅局限于采集传输设备数据，还可以远程升级软件、修改参数。数据采集并不是越多越快越好，而是要追求有价值的信息。很多物联网系统追求酷炫的可视化界面，却忽视了真正有用的功能。设备加个网关并不等同于物联网设备。制造业企业实施物联网时需要变革组织结构。物联网的需求不仅仅是客户功能需求，还包括可靠性、扩展性等。物联网不仅限于生活中的物品，还包括工业设备等。每个人对物联网的看法都不同，这取决于他们的角度。物联网正在改变我们的世界。
LoRa大联盟发布的2021年年度总结报告显示，该组织在过去一年取得了显著成就，提升了LoRaWAN技术的地位。报告指出，LoRaWAN网络的灵活性、认证计划和全球覆盖范围使其成为领先的低功耗广域网(LPWAN)技术。LoRa大联盟通过增强标准规范、发布最佳实践指南、推动漫游扩展和增加会员数量，进一步推动了LoRaWAN的发展。2021年，LoRaWAN被独立的SDO接受为国际标准，并实现了指数级增长。展望未来，LoRa大联盟将继续推动LoRaWAN的发展，并计划在2022年夏天举行的世界博览会上展示其全球影响力。
