無線連接是物聯網終端節點設計的關鍵部分。物聯網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頻段的專有協議。

物聯網設備有許多應用場景，需要擁有各種連接能力。例如，Wi-Fi通常用于互聯網協議（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則支持大規模可互操作的設備網絡（例如智能照明、能源監控和家庭安全系統等）。每一種無線協議都具有獨特的功能和特性，選擇正確的協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系統，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議，并一直在持續發展。它的第一個官方規范是由藍牙技術聯盟（Bluetooth SIG）于1999年發布的。最初作為移動耳機和流（streaming）語音/音頻數據協議，現已發展成為功能強大且節能的無線技術，而低功耗藍牙（Bluetooth LE）在功耗敏感的物聯網終端節點應用中很受歡迎。

低功耗藍牙（Bluetooth LE）規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個信道上傳輸數據。隨著藍牙5.0版本增強特性的發布，低功耗藍牙為物聯網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的數據速率、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聯盟（Zigbee Alliance）標準化，運行于IEEE 802.15.4物理無線電規范之上，相對于藍牙和Wi-Fi具有更低的功耗。由于其網狀拓撲結構和經過驗證的可擴展性，可輕松支持超過250個節點的網絡，因此廣泛應用于家庭自動化和工業網狀網絡。

低功耗和“自修復”可擴展性的結合使得Zigbee獨一無二。采用具有短數據包長度的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 “路由節點” 進行中繼消息的集中式網絡之中。這種處理網狀路由功能的優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是物聯網最新出現的無線技術，提供基于IP的網狀網絡和高級安全性。Thread Group成立于2014年，于2015年7月發布了Thread規范，并不斷對其進行改進。Thread以現有標準為基礎（包括IEEE 802.15.4），并為網絡層和傳輸層添加了特殊的設計規范。與Zigbee一樣，Thread在2.4 GHz頻段運行，可形成一個由多達250個節點構成的強大的、可自修復的網狀網絡。

Thread支持低功耗、低成本、網狀可擴展性、安全性和IP尋址。與Zigbee類似，它將網格鄰近的一些復雜處理轉化為靜態存儲器 “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解決方案和協議棧提供商為開發和提供在主機芯片（通常是無線MCU或SoC器件）上實現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（例如電感匹配網絡）。這使開發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頻段提供網狀網絡，避開了有時擁擠的2.4 GHz工業、科學和醫療（ISM）頻段，即大多數其他基于標準的物聯網協議都在使用的頻段。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系統領域的粉絲，并成為Z-Wave聯盟成功的支柱。該聯盟致力于認證Z-Wave產品互操作性以及擴大成員的營銷商機。

Wi-Fi建立在用于局域網的IEEE 802.11規范之上。它主要解決了家庭和企業對于更高帶寬IP網絡的需求。與許多無線物聯網技術一樣，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，以應對實現更高數據速率和避免其他得到許可的2.4 GHz技術干擾的挑戰。

Wi-Fi的主要考慮因素包括IP網絡、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網技術更昂貴。Wi-Fi需要更大、更復雜的RF元器件和更多用于網絡處理的嵌入式計算資源。但是，如果您需要超過10 Mbps的數據速率并直接訪問互聯網，那么Wi-Fi就是您的理想選擇。展望未來，我們可以預期Wi-Fi將繼續與物聯網一起發展，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（例如蜂窩網絡）共存的硬件/軟件解決方案組合。

對于工業傳感等低數據速率應用，工作頻率低于1 GHz的sub-GHz網絡比功能更強大而豐富的2.4 GHz協議具有一些優勢。傳輸范圍是sub-GHz網絡的主要優勢所在。窄帶傳輸可以不間斷地傳輸一公里或更遠，將數據發射到遠程集線器，而無需更復雜的網狀軟件實現節點間跳躍。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，可用的sub-GHz頻道受到限制，這使得開發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，將新的協議（例如低功耗藍牙）添加到具有傳統專有協議的產品中。來自眾多供應商的高級多協議、多頻段SoC現在為尋求增加無線連接的開發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點設計。