無線連接是物聯(lián)網(wǎng)終端節(jié)點設計的關鍵部分。物聯(lián)網(wǎng)中重要且普及的連接方式包括低功耗藍牙（Bluetooth Low Energy）、藍牙Mesh、Zigbee、Thread、Z-Wave、Wi-Fi和各種采用sub-GHz頻段的專有協(xié)議。

物聯(lián)網(wǎng)設備有許多應用場景，需要擁有各種連接能力。例如，Wi-Fi通常用于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IP）攝像頭和傳輸流內容的設備；藍牙是部署各種智能家居設備和其他應用的理想選擇；Zigbee、Thread、Z-Wave和藍牙Mesh則支持大規(guī)?？苫ゲ僮鞯脑O備網(wǎng)絡（例如智能照明、能源監(jiān)控和家庭安全系統(tǒng)等）。每一種無線協(xié)議都具有獨特的功能和特性，選擇正確的協(xié)議取決于最終產品的需求。了解如何使用以及如何適應更多的生態(tài)系統(tǒng)，將有助于您的決策并幫助解決有關能效、性能、安全性、互操作性、可升級性以及與其他RF源干擾的問題。

藍牙是一種流行且普遍存在的協(xié)議，并一直在持續(xù)發(fā)展。它的第一個官方規(guī)范是由藍牙技術聯(lián)盟（Bluetooth SIG）于1999年發(fā)布的。最初作為移動耳機和流（streaming）語音/音頻數(shù)據(jù)協(xié)議，現(xiàn)已發(fā)展成為功能強大且節(jié)能的無線技術，而低功耗藍牙（Bluetooth LE）在功耗敏感的物聯(lián)網(wǎng)終端節(jié)點應用中很受歡迎。

低功耗藍牙（Bluetooth LE）規(guī)范支持極低功耗操作。為了確保在2.4 GHz頻段內可靠工作，它采用了一種強大的跳頻擴頻方法，可以在40個信道上傳輸數(shù)據(jù)。隨著藍牙5.0版本增強特性的發(fā)布，低功耗藍牙為物聯(lián)網(wǎng)設計提供了極大的靈活性，包括多個物理層（PHY）選項、125 kbps至2 Mbps的數(shù)據(jù)速率、多個功率級別（從1 mW到100 mW），以及多種安全選項，甚至達政府級安全。

Zigbee于2004年首次由Zigbee聯(lián)盟（Zigbee Alliance）標準化，運行于IEEE 802.15.4物理無線電規(guī)范之上，相對于藍牙和Wi-Fi具有更低的功耗。由于其網(wǎng)狀拓撲結構和經過驗證的可擴展性，可輕松支持超過250個節(jié)點的網(wǎng)絡，因此廣泛應用于家庭自動化和工業(yè)網(wǎng)狀網(wǎng)絡。

低功耗和“自修復”可擴展性的結合使得Zigbee獨一無二。采用具有短數(shù)據(jù)包長度的802.15.4 MAC/PHY、16通道直接序列擴頻（DSSS）調制方案和用于消息故障處理的MAC層機制，Zigbee可以在低功率封包內運行。此外，輸出發(fā)射器功率可以配置為省電模式，尤其是在采用相鄰電池供電 “路由節(jié)點” 進行中繼消息的集中式網(wǎng)絡之中。這種處理網(wǎng)狀路由功能的優(yōu)化方法可以使內存資源需求相對較低，只需要不到160 kB的閃存和通常32 kB的RAM。這為應用開發(fā)人員和消費者提供了更低成本的芯片和最終更經濟的解決方案。

Thread是物聯(lián)網(wǎng)最新出現(xiàn)的無線技術，提供基于IP的網(wǎng)狀網(wǎng)絡和高級安全性。Thread Group成立于2014年，于2015年7月發(fā)布了Thread規(guī)范，并不斷對其進行改進。Thread以現(xiàn)有標準為基礎（包括IEEE 802.15.4），并為網(wǎng)絡層和傳輸層添加了特殊的設計規(guī)范。與Zigbee一樣，Thread在2.4 GHz頻段運行，可形成一個由多達250個節(jié)點構成的強大的、可自修復的網(wǎng)狀網(wǎng)絡。

Thread支持低功耗、低成本、網(wǎng)狀可擴展性、安全性和IP尋址。與Zigbee類似，它將網(wǎng)格鄰近的一些復雜處理轉化為靜態(tài)存儲器 “查找表”，同時還保持傳輸/路由資源相對較低，以便可在低成本嵌入式設備上運行（小于185 kB閃存和32 kB RAM）。實現(xiàn)這一目標主要是通過軟件工作，這也是為什么Thread解決方案和協(xié)議棧提供商為開發(fā)和提供在主機芯片（通常是無線MCU或SoC器件）上實現(xiàn)的強大解決方案而感到自豪的原因。隨著閃存變得更便宜，并且集成電路（IC）集成了更多存儲器，Thread協(xié)議棧對于低/中存儲器容量的需求使得芯片能夠集成更多的RF組件（例如電感匹配網(wǎng)絡）。這使開發(fā)人員能夠擺脫復雜的射頻工程。

Z-Wave的主要吸引力之一在于它在sub-GHz頻段提供網(wǎng)狀網(wǎng)絡，避開了有時擁擠的2.4 GHz工業(yè)、科學和醫(yī)療（ISM）頻段，即大多數(shù)其他基于標準的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議都在使用的頻段。互操作性和向后兼容性是Z-Wave技術理念的關鍵原則。這種前景已經吸引了許多設備制造和生態(tài)系統(tǒng)領域的粉絲，并成為Z-Wave聯(lián)盟成功的支柱。該聯(lián)盟致力于認證Z-Wave產品互操作性以及擴大成員的營銷商機。

Wi-Fi建立在用于局域網(wǎng)的IEEE 802.11規(guī)范之上。它主要解決了家庭和企業(yè)對于更高帶寬IP網(wǎng)絡的需求。與許多無線物聯(lián)網(wǎng)技術一樣，Wi-Fi工作在2.4 GHz頻段。它當前已擴展到對5 GHz頻段的支持，以應對實現(xiàn)更高數(shù)據(jù)速率和避免其他得到許可的2.4 GHz技術干擾的挑戰(zhàn)。

Wi-Fi的主要考慮因素包括IP網(wǎng)絡、帶寬和功率。由于它們通常適用于高帶寬、高功率且復雜的支持軟件，因此基于Wi-Fi的設計往往比其他物聯(lián)網(wǎng)技術更昂貴。Wi-Fi需要更大、更復雜的RF元器件和更多用于網(wǎng)絡處理的嵌入式計算資源。但是，如果您需要超過10 Mbps的數(shù)據(jù)速率并直接訪問互聯(lián)網(wǎng)，那么Wi-Fi就是您的理想選擇。展望未來，我們可以預期Wi-Fi將繼續(xù)與物聯(lián)網(wǎng)一起發(fā)展，這可能意味著更低的功耗、更快的速度以及可在2.4 GHz頻段（例如藍牙和802.15.4）和5 GHz頻段（例如蜂窩網(wǎng)絡）共存的硬件/軟件解決方案組合。

對于工業(yè)傳感等低數(shù)據(jù)速率應用，工作頻率低于1 GHz的sub-GHz網(wǎng)絡比功能更強大而豐富的2.4 GHz協(xié)議具有一些優(yōu)勢。傳輸范圍是sub-GHz網(wǎng)絡的主要優(yōu)勢所在。窄帶傳輸可以不間斷地傳輸一公里或更遠，將數(shù)據(jù)發(fā)射到遠程集線器，而無需更復雜的網(wǎng)狀軟件實現(xiàn)節(jié)點間跳躍。此外，sub-GHz頻段相對ISM 2.4 GHz來說也不那么擁擠。然而，在某些地區(qū)，可用的sub-GHz頻道受到限制，這使得開發(fā)人員無法構建單一架構的全球性解決方案。另一個相關的劣勢是sub-GHz無線電波規(guī)定因國家而異，并且占空比（duty cycle）限制實際上可能限制應用的傳輸時間。

多協(xié)議SoC還可以利用智能手機或平板電腦的便利性，對已部署的設備進行空中下載（OTA）更新，并提供一種簡單的方法，將新的協(xié)議（例如低功耗藍牙）添加到具有傳統(tǒng)專有協(xié)議的產品中。來自眾多供應商的高級多協(xié)議、多頻段SoC現(xiàn)在為尋求增加無線連接的開發(fā)人員提供了更大的靈活性和設計選擇，同時簡化了他們的終端節(jié)點設計。