作者：Patrick Burns
物联网智库 编译
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------ 【导读】 ------
未来，室内 - 室外物联网竞技场将是一个不可忽视的物联网应用市场。
目前，那些争相向你出售无线物联网连接技术的企业正处在两个相对独立的竞技场上，即室内物联网竞技场或室外物联网竞技场。
室内物联网竞技场
在这个竞技场内，企业专注于实现家庭自动化，以低功耗、局域网（LPLAN）技术为主，ZigBee，Z-Wave等对大部分人来说是最熟悉的连接技术。通常我们所说的企业/工业自动化，则是与家庭自动化相对的概念，在这种工业场景下，用户并不愿意采用与实现家庭自动化技术相同的技术，因此我们几乎看不到Zigbee智能电表、霍尼韦尔警报系统等。
在这两种场景下，大多数的连接技术都是基于2.45GHz非授权频段，自然也就导致该频段异常拥挤。尽管有着传输距离短、抗干扰性差、电池使用寿命短等缺点，但是在室内定位的应用案例中，依然有接近99%的客户正在使用相关的连接技术对物品进行定位。
这些技术提供实时室内定位功能，并且其精度一般能够达到1米左右，从而帮助用户找到位于建筑物或仓库内的各种物体。由于GPS无法在室内工作，所以这正是室内定位技术大展拳脚的机会，其中有些室内定位技术还提供网状网络功能，因此在一定程度上能够有效克服室内定位技术覆盖范围小的短板，尽管到目前为止，这一点通常被认为只是一种营销噱头。
尽管WiFi功耗高到几乎无法应用在电池驱动的终端上，但由于其具备着多种优势，目前正大举入侵室内物联网这个竞技场。
室外物联网竞技场
这是当下所发生的物联网连接竞争最激烈的地方，当然，蜂窝通信技术和卫星通信技术很早以前就已经实现了长距离、广覆盖的物联网连接。因为这两种技术能够提供较为稳定的连接，但事实上接入设备的种类却并不多。在这些应用案例中，大量的电池供电设备的电池使用寿命是不可忽视的影响因素。
由于受到各种因素的影响，比如形状、价格以及电池寿命方面的影响，电池终端在室外场景下的应用，可以说几乎没有成功的案例。但是，随着低功耗广域网络技术的崛起，室外物联网竞技场迎来了新的入侵者，包括基于非授权频段的LoRa和SigFox等，基于LTE技术的NB-IoT、LTE Cat-M等多种技术的共同发展，这些技术在长距离室外物联网应用案例中满足了对主电源的需求。
室内外应用如何？
事实上，将室内及室外分割成两个独立的竞技场其实并不利于物联网的发展，通过一种能够跨越室内室外的连接技术却能带来巨大的改善，促进物联网的发展。通过以下列举的三个例子或许我们能够看出一些端倪：
供应链。对于一些高价值的药品来说，无论是在运输期间，还是储存在仓库中时，又或者是在实施医疗救治的过程中，都需要准确地定位这些药品的位置。
访问控制。在一个安全的建筑物内、校园内，或者城市地区，需要准确地定位一个商家或者病人。
资产管理。在一栋10层高的总部大楼或者一个面积较大的校区内，需要精确地定位具有PCI或PHI数据的笔记本电脑。
在当下，跨越两个领域的应用案例在其中一个竞技场发挥作用的同时，在另外一个竞技场就必定有所妥协和不足。例如，通过分布在牧场附近的短距离ZigBee 终端来跟踪奶牛，终端提供关于奶牛的位置/健康状态等非实时的可视化数据，但即便是这样，仍然无法满足牧场主的真实需要，可能对牧场主来说更重要的是实现能在1000英亩的牧场上快速找到一头失去的牛的需求。
目前，室外定位的解决方案大部分还依赖于GPS定位，而这些方案一般不适用于室内。因此，即便LPWAN技术可以用于室内传感应用，但其实，目前看来，在任何新兴的LPWAN联网协议中，几乎看不到明确的室内定位相关的内容。
低功率的室内局域网解决方案通常依赖于接收到的信号强度或基于时间的位置系统等一系列的参考点来协助校准，但是低功率局域网却不能解决室外应用案例。
总的来说，室内-室外应用案例是物联网的“盲点”，几乎没有任何一个直接的解决方案是以解决这个盲点而产生的。室内-室外特征要求：远距离功能，全双向通信，低功耗，低成本和实时室内定位的能力。
第三个物联网竞技场：室内 - 室外物联网
各种LPWAN技术的争相登台，让创建一个室内-室外物联网混合竞技场景成为可能，从而实现了两个场景的桥接。我们看到，这一类竞技场中的应用案例需求可概括为：远距离、低功率、高精度定位的室外定位，通常通过GPS定位；低功率及低于1米以内的定位精度，一般通过实时基准点系统。
可以说，基于LPWAN技术的室内-室外解决方案是向物联网迈出的巨大一步，但就目前来看，这些解决方案事实上不够完善，而其潜在的补救措施则是：
在传统解决方案中，多个无线电端口是解决此类问题的最常用的方法。举一个很明显的例子:智能手机既能承载长距离(LTE)连接技术，又能提供短程(WiFi、BT、NFC)的连接选项，尽管价格高达数百美元。这种解决方法不仅需要更多的端点材料，而且通常需要额外的内存、天线等。假设，一个终端可以同时包含一个Zigbee和一个NB-IoT端口，那么就意味着要创建两个并行访问点系统，还有其他的缺点。
为了适应一个软件定义的无线电，将现有的硅和现有的天线重新组合起来反而是一个更好的解决方案。虽然这在一定程度上限制了对无线电的选择，也可能意味着需要重新设计天线以便容纳两种无线电。此外，这或将需要增加额外的内存，即使超出了预算。
另外，可以保留现有的固件栈(如LoRaWAN、NB-IoT)并提供额外的功能以适应实时的室内位置。换句话说，低功耗广域网络需要有能在“本机”模式下运行的能力，除非它被要求以增强模式进行操作以方便室内的位置。反之亦然。
总结
我们已有一些解决方案要么适用于室内物联网竞技场，要么适用于室外物联网竞技场。而如今，我们将能利用LPWAN技术便能同时满足这两种场景的需求。从长远来看，前文提到的三种竞技场模式将会演变成一个单一的竞技场，也或许，这一改变就在不远的将来。
所以说，短期内室内-室外物联网竞技场是一个非常重要的市场机会，毕竟在室内和室外环境之间移动的、可测量物体和人的数量不在少数，甚至可以说这个规模相当巨大。在阅读本文的同时，尝试着想象第三种竞技场的使用场景，“移动的东西”是帮助你识别这种应用案例很合适的对象，其次就是那些耗电量大的终端设备。
那些原本专注于室外竞技场的企业至少应该积极在室内 - 室外物联网竞技场中去挖掘市场机会，激进的参与者可能早已意识到，从技术的角度来看，几乎没有什么困难可以阻止他们直接在室内竞技场发光发亮。
而那些专注于室内竞技场的企业也应该有危机意识，随着各种LPWAN技术的发展，这个市场将迎来一场激烈的竞争，一部分市场将会被蚕食。由于大多数的LPWAN解决方案能够提供更好的室内信号传播，同时在成本上不会出现太大的偏差，因此室内物联网竞技场参与者未来或将会考虑在他们的产品线中加入LPWAN功能。
总的来说，室内-室外物联网解决方案有助于解决原本两个隔离的竞技场单纯采用各自的方案而无法解决的更深层次的业务流程/大数据的难题，真正实现将处于移动状态或者静态的的人、事物联系起来。
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