IoT的現狀類似于三國時代混戰的局面，有ZigBee、藍牙、Sub-GHz、Z-Wave和WiFi（短距窄帶）以及長距的LORA、NB-IoT等很多無線協議。那么，這么多的無線協議，我們怎么去確保它們互聯互通？未來IoT的發展又會是什么情況？

日前，在ASPENCORE旗下《電子工程專輯》、《EDN》和《國際電子商情》共同舉辦的“IoT技術與應用論壇”上，Silicon Labs（芯科）南中國銷售經理何坤在其“物聯網-無線多協議的應用及探討”主題演講中指出，IoT目前有以下四點趨勢。首先，設備之間通信存在多協議連接，因此我們需要有無線多協議的基礎來保證不同設備不同協議能夠連接。第二，在多協議無線連接領域，如何能夠讓智能手機發揮更大作用。第三，實現近距離的移動體驗，這也是由手機帶來的思考。第四，目前整個市場的生態非常多樣，像國外的Amazon Echo、Google Home，蘋果Home Kit以及運營商和零售商，都在建立自己的生態環境，希望不同的用戶能夠接入進來。現在物聯網處于類似90年代末2000年代初互聯網的初級階段，大家并不知道方向在哪里。

我們需要有物聯網的基礎設施，提供各種無線連接的方式。未來基于這樣的無線連接方式，能夠產生多種應用場景，就像手機目前能有看視頻、看新聞、各種app等各種豐富的應用場景，這在15年前是想不到的。未來5到10年，物聯網也會存在各種各樣的應用場景。

多協議的設備會帶來怎樣的體驗改變？

在智能家居中，智能門鎖是未來一個很重要的發展方向。在家庭內部，我們可以提供ZigBee連接，同時，我們希望鎖可以通過手機進行配置——藍牙最主要的功能就是進行配置和跟鎖進行連接。當主人回到家，在開鎖的過程中，相關信息就可能傳遞到家里的燈上，燈和鎖在家庭內部組成ZigBee網狀網絡，當用戶開鎖的時候，就會通過ZigBee形成聯動機制，而把燈打開。

同時，用戶的手機也可以作為室內定位工具。比如燈和鎖不只是連接到ZigBee網絡，還會提供藍牙信標功能。當你進到臥室，藍牙信標會發送廣播包信息，它知道你進入到臥室中，進而打開臥室燈。

目前，智能家居中，WiFi單品賣得比較好，因為家家戶戶都有路由器。但真正的智能家居一定是一個聯動的系統，未來會進入到更高階層，人會感受到智能的變化。設備不僅會創建聯動機制，還會進行自我升級，從智能變智慧。但所有的基礎是無線連接。

商業應用的例子：停車場室內定位

下面看一個商業場景的例子。比如在一棟大樓或停車場里，藍牙信標部署要額外付出成本——不管是室內定位還是在商場推送廣告信息，都要額外付出成本去部署設備。另外設備有生命周期要求，比如帶電池、會帶來繁瑣的維護工作，商家和用戶對這一繁瑣過程不可接受。那可不可以在現有物聯網基礎上，把這一功能加進去？比如在燈里面，本身它就是ZigBee網狀網絡設備并且對供電要求不高（市電供電，對功耗不敏感，維護成本也較低）。除了成本不高以外，在停車場等各種場景下燈的密度也很高，所以很容易實施。

室內定位的標準在明年一季度會出來，那時會為大家帶來更直觀的體驗。很多朋友會遇到，在去商場的時候，回家找車的時候位置很大，找不到車。室內定位越來越成熟時，會帶來更好體驗，信標會起到真正作用。

ZigBee和藍牙怎樣保證不沖突？

他表示，芯科可以提供很多多協議產品，一個芯片可以提供多種連接。另外，通過手機操作能降低維護成本，因為手機人人都有，它可以跟很多設備對接，提高使用率。藍牙BLE可以提供2M PHY功能，提升下載速度；ZigBee和sub-GHz等網狀網絡的傳輸速度低。因此，使用BLE下載固件升級可以帶來更好的用戶體驗。如果設備既要考慮聯網，又要考慮藍牙互聯配置，那單芯片方案的成本可以比多芯片有40%的降低，并且信噪比高，可以傳輸更遠距離。

舉個動態多協議的例子。比如ZigBee和藍牙，藍牙信號是固定間隔；通過動態調節機制可以使兩者信號不發生沖突，同時保證Zigbee設備不離網。ZigBee有重發機制，所以在網絡傳輸里，藍牙可以有高優先級。另外，藍牙傳輸可以通過內部協議棧包括OS來進行連接時間的動態配置，比如在藍牙下載固件時，讓它占用更多時間。

下圖是多協議軟硬件的支持框架。最底層是芯片的物理層，上層提供了Micrium OS——Micrium OS是一家實時操作系統公司，兩年前被Silicon Labs收購，用來做動態多協議處理的協調工作。在OS層上面提供射頻的協調部分，包括無線電抽象層。因此可以用OS去做調度，確保ZigBee跟藍牙協議棧能很好配合。比如將智能鎖配置好，ZigBee配置好，通過手機把鎖加入到app，進行注冊和認證，這樣藍牙連接就不會出現問題。最上層是應用層，不管是鎖還是照明、開關等設備，對用戶的應用層開發不會起到任何影響。

多協議方案怎么對ZigBee和藍牙進行智能調度？

藍牙的連接時間相對固定，一般不會有什么變化，并且在網絡里相對ZigBee優先級較高——ZigBee有重發機制，第一次不成功則試第二次，這樣可以讓優先級更高的設備先去傳送信號。

ZigBee發送報文時，如果和藍牙沒有發生沖突，那相安無事；如果發生時間沖突，那ZigBee優先級就放下來，讓藍牙先完成報文接收，然后轉為ZigBee工作。這種機制可以保證通信不發生沖突。

芯科提供的入門套件和無線電板如下，可以接到電腦上進行調試。它包括三塊電路板，用戶可以用來組網。

支持多協議連接的SoC和模塊

另外看下Mighty Gecko SoC。它包括射頻、模擬、串口等各種模塊，每個模塊有能耗要求，把它們分成多個功耗模式（EM0-4S），可以使它保持最低功耗。這里有兩個重點強調一下，射頻部分同時支持2.4GHz（ZigBee和藍牙都是這個頻段）和sub-GHz；內部也集成了PA和報文，可以實現更好的傳輸距離。另外它提供各種串口支持，比如提供4個UART以及2個I2C接口。

另外，Silicon Labs也提供很多經認證的模塊，包括SiP封裝和電路板形式，可以加快工程師的開發時間。