作者：Barry Manz

也許有一天，一個單一的協議便可適用于物聯網所有的應用，但這種趨勢似乎并不明顯。如今，越來越多的解決方案蜂擁而出，如Google支持的線程協議等。

新詞“物聯網”可謂無處不在，您可能對它有些審美疲勞，但它確實是接下來的“一件大事”，它的出現將永遠改變人們的生活。這里，關鍵字眼是“接下來”，因為使用物聯網的大多數應用程序還在陸續發布中，或尚且需要一段時間才能問世。這并不是因為技術缺失，而是在于不兼容的協議不斷涌現，且暫時沒有一個協議脫穎而出。鑒于物聯網市場規模巨大，這種情況并不讓人感到驚訝，況且也不是無先例可循(還記得Betamax-VHS之爭么?)。但這一次，是諸多協議一起混戰，爭奪市場領先位置。如今，線程協議也加入了這場戰役中。

“智能”恒溫器和煙霧/一氧化碳報警器制造商Nest Labs使用了線程協議()。Nest Labs于去年7月被谷歌以32億美元收購。一個月前，Nest宣布，將成立工作小組，與硅供應商ARM、飛思卡爾半導體、三星及Silicon Labs合作，以及融合鎖制造商Yale的Big Ass解決方案，共同開發一款物聯網協議。

自那時起，逾80多家公司以合作商或附屬公司的身份加入了董事會。這是富有前景的新協議，因為每個主要競爭者都有許多支持者，每家公司都在進行一場豪賭。實際上，Nest的恒溫器產品中已集成了一版線程，但尚未正式啟用。

線程是ZigBee、Z-Wave和藍牙低功耗(BLE)（通常也被成為藍牙4.1和智能藍牙）的強大競爭對手，它具有一些優勢。首先，Nest/谷歌采用了ZigBee和Z-Wave所采用的方法，而不是創建基于IEEE 802.15.4無線標準和IPv6（最新版本的互聯網協議IP)的新方式。IPv6將IP地址的數量擴展到2^128，取代了先前的IPv4。2011年，IPv4 IP地址的數量達到了43億。線程架構如圖1所示。

其次，在Nest的管理下，線程協議得到了谷歌的大力支持，獲得了大量的資源、市場影響力及資金。就在谷歌收購Nest之前，Nest買下了Dropcam。Dropcam是一家民營制造商，主打創新型且便于使用的基于Wi-Fi的網絡攝像頭和追蹤器。其用戶在任何地方都可以查看他們的連接攝像頭，并在云中存儲視頻文件，以便日后查閱。鑒于谷歌在數據收集和地理定位方面享受無限的資源，線程協議與Dropcam基于云的視頻監控、基于Android的智能手機以及Nest關于用戶家庭和習慣的信息，這將是一個強有力的組合。不過，這個強強組合也引起一些人士的不滿。批評者指出，谷歌無法找到我們的相關信息(這一批評在物聯網也普遍存在)。

對于線程協議，BLE看似是最脆弱的目標。藍牙雖無處不在，但卻不針對個人網絡。藍牙相關的規范也體現了這一點。不過，目前，這一現象正在迅速發生改變。BLE最大的缺點是，它不能形成一個可以自修復的設備網狀網絡。如果設備或網絡上的鏈接失效，為使系統處于啟動狀態，行動線路將會發生變更。網狀網絡對于物聯網應用至關重要，如家庭自動化應用，包括恒溫器和安全警報器等，它們必須非常可靠。這同樣適用于工業網絡，更適用于在公共安全或其他關鍵任務環境中運行的網絡，以及城市內連接大量設備的網絡等。

物聯網中使用BLE另一個主要劣勢是最大續航里程。它的續航里程限于330英尺左右，但實際操作中通常更少。在家庭自動化或其他網絡環境中，這個范圍還算合理，但若沒有網狀網絡，將產生很大的問題。相比之下，基于IEEE 802.15.4的物聯網解決方案可以在100英尺左右的范圍內運行，并通過連接網絡大幅擴展范圍。

由于線程、ZigBee等 (不是BLE)支持128-b IPv6尋址方案，它們在IP尋址方面或多或少都能適應未來的發展趨勢，且隨著物聯網設備的激增，這將是強制性的要求。不過，雖然BLE目前還不支持IPv6，但下一代產品將加以改進。

藍牙DOA是否適合物聯網？

當其他制定物聯網標準的團體和行業協會正競相鞏固自身的地位，并最終敲定其基于標準或開源的策略時，Bluetooth Special Interest Group、Broadcom、Qualcomm等公司則反其道而行，致力于打破這種統一標準對物聯網應用程序的限制。

2010年發布的BLE可能有局限性，但它正不斷改進，其性能將超越傳統的藍牙，甚至不斷突破，超越自身。例如，2013年推出的藍牙4.1，其數據速率為1 Mb/s，比許多以物聯網為中心的同類競爭產品速度要快，但也比“傳統”的藍牙速度慢。藍牙4.1有標準的128-b AES加密功能，并將延遲從100毫秒減少到6毫秒或更少。

藍牙技術聯盟（Bluetooth SIG）也在為連接互聯網鋪平道路。今年2月，該聯盟發布了藍牙智能網狀網絡工作組(得到了80多家公司的支持)，旨在為標準化的藍牙網狀網絡功能構建架構。規范一經發布，物聯網應用使用統一標準時缺乏網狀網絡架構的缺陷便得以消除。這將有效地將藍牙技術推向頂層競爭位置，其影響就如2003年EE時代的技術，自然而然，一氣呵成。

群體思維

Thread、 ZigBee和 Z-Wave所使用的IPv6、IEEE 802.15.4及6LoWPAN（基于IPv6的低功耗無線個人區域網絡）相互互補。IEEE 802.15.4和6LoWPAN則構思明確，主要服務于處理能力有限、數據率低、射頻輸出功率低及電源或電池功耗最小的設備。這樣一來，設備和網絡的設計將相對簡單，成本更低。

所有這些標準都使用了對稱密鑰128-b AES加密功能，可能具有3.4 x1038種加密組合。若使用當前的超級計算機來破譯，則大約要花費149萬億年。國家安全局十分認可其安全性能，將其定義到保密級別。自倫敦Context Information Security Ltd公司宣布入侵智能手機控制的照明燈后，這種對安全的需求愈發凸顯。他們便是使用的6LoWPAN和WiFi作為無線傳輸方案。入侵事件對該公司的聲譽產生了極壞的影響。正如線程網及其他網站所述：我們對物聯網安全的需求正與日劇增 (來源:“入侵互聯網連接燈泡“)

并具備所有板載射頻組件。它是對無線控制或傳感產品的補充，與電源以及開關、致動器和傳感器等外圍設備一起，形成了一個完整的產品。

線程的其他特性包括：可以在網絡上容納250到300個設備，并在設備之間或設備與云之間進行通信，因此，經過身份驗證的用戶及其移動和固定設備，通過任何基于Web的連接便可以訪問網絡。與同類競爭產品一樣，線程對物理層和MAC層進行了定義，而上層則對應用程序開發公開。線程為低延遲，約為100毫秒，小于基于Wi-Fi的解決方案，并且可以讓任何設備立即做出反應。

總之，線程占據了以下優勢：網格網絡、基于云的方法、適用IPv6標準的無限制可用IP地址、128-b AES安全性能、適用IEEE 802.15.4標準的大型網絡、適用6LoWPAN的物聯網路由等，同時還具有低延遲特性及應用程序開發的靈活性。總的來說，這些屬性使線程得以與ZigBee、Z-Wave和BLE相抗衡。當然，不可否認，谷歌可以利用其自身的影響力和資源來推動線程的發展。

線程具備這些優勢并不意味著能打敗競爭對手，獨占鰲頭，成為物聯網世界的標準。盡管使用物聯網的應用不斷涌現，但這些都是早期的事情，還有許多問題有待解決。其中一個最大的問題是，在一個協議脫穎而出，占據市場之前，還要歷經多長的時間。物聯網世界的最佳愿景是共享一種標準協議。但在這場角逐中，各個協議必將有一場爭奪。不過，預計物聯網的規模將足以支持各種解決方案，這些解決方案將匹配最合適的應用程序。物聯網的預期增長如圖4所示。

競爭產品

為了對線程有更好的認識，有必要先了解同類競爭產品的一些資訊。除了上述內容，在美國、歐洲及世界其它國家和地區，許多機構正在開發自身特色的物聯網戰略，本文所提到的方案相對而言處于競爭上游。

ZigBee 3.0：以2.4 GHz運行的高度發達的網狀網絡標準，有400家廠商支持。它的最大數據速率為250 kb/s，通過擴展，可以在100英尺范圍內支持數千個節點 (由IEEE 802.15.4標準定義)，支持IPv6和128-b AES加密功能。其“3.0”版本已推出，并在2015年第三季度獲批。“3.0”版整合了以前所有獨立的應用程序，包括ZigBee家庭自動化、ZigBee Light Link、ZigBee樓宇自動化、ZigBee零售服務、ZigBee醫療保健和ZigBee電信。先前，“ZigBee”變體的蔓延受到了許多競爭對手的詬病，而這一版本則解決了這些問題。ZigBee聯盟： 。

ZigBee Pro：ZigBee新的網狀網絡變體，在900 MHz無授權頻段和2.4 GHz下運行，每個網絡可以容納64000個節點，連接網絡后容納節點將翻倍。其捷變頻為16個頻道，支持多星拓撲和跨個人區域網絡、擴展頻譜調制技術，可以避免干擾，并支持包括廣播在內的各種傳輸選項。它具備“ZigBee綠色能源”選項，無電池的設備也可以加到網絡中，從而為極低功率操作提供了一種能量采集技術，如運動、光和振動。ZigBee聯盟： 。

Z-Wave：成熟的網格網絡標準，以900 MHz 運行(各個國家略有不同)，有300多家公司支持。其在設計中加入了可操作性，不像ZigBee(3.0之前的版本)那樣必須針對特定的應用程序。它的最大數據速率是100kb/s，支持多達232個節點，且節點之間的距離為100英尺。它還合并了IPv6和128-b AES加密功能。ZigBee聯盟：

AllJoyn：新興的開源合作軟件框架，在不考慮帶寬、類型、傳輸媒介和操作系統的情況下，允許開發者編寫物聯網應用程序，且不需要使用云或網絡。它支持WiFi、以太網、串行和電力線傳輸介質。其支持的操作系統包括RTOS、Arduino、Linux、Android、iOS、Windows和Mac。該框架使用128-b AES加密功能，目前獲得120多家公司的支持。ZigBee聯盟：

CSRmesh?:由CSR(前身為劍橋硅無線電)創建，允許無限量的BLE設備聯網，并由智能手機、平板電腦或PC控制，這是第一次有效地創建藍牙網絡。

開放互連聯盟：開源行業聯盟目前屬于Linux基金會，專注于改善互操作性，定義物聯網的連接要求。它使用了一個通用的通信框架，并在個人電腦和新興物聯網設備之間進行無線連接及信息流動的管理，而不考慮形式因素、操作系統或服務提供商。該聯盟最近發布了loTivity規范預覽版。

市場是否會陷入混亂？

在這個快速發展的物聯網市場，要追蹤所有的角逐者十分困難，因為每一場角逐都是瞬息萬變。BLE、ZigBee、Thread和Z-Wave的王者之爭將會持續一段時間，因為它們都有自身的優勢和支持者。也就是說，一旦BLE獲得Bluetooth SIG網狀網絡的支持，以上四種標準都將具備在物聯網世界立足的必要裝備，這樣，特定的選擇，而非技術上占優勢的標準將獲得普遍支持。盡管如此，對于那些希望創建可兼容且可互操作的制造商而言，盡管方法不同，方式各異，開放源碼仍具有吸引力。