LPWAN 在工业物联网的应用

　　低功耗广域网 ( Low Power Wide Area Network, LPWAN )，正如字面上叙述，其低功耗、广覆盖、低数据量与低传输速度的特性，皆不同于以往常见的 Wi-Fi、Bluetooth、ZigBee 等通讯协议。

　　若细分低功耗广域网的话，可以依照其授权频段与否，分出非授权频段的：LoRa、Sigfox、Weightless 等;以及授权频段的 NB-IoT 等。

　　所谓的非授权频段就是各国开放给普罗大众免费使用的频段，不过俗话说的好：「天下没白吃的午餐」，虽然可以使用非授权频段，但却会受到相当的限制，例如：发射功率不可太高、不可干扰其他频段等。

　　LoRa

　　美国半导体制造商 Semtech 开发的 LoRa，并与 IBM、Cisco 等 500 多家厂商进行结盟，共同推广此无线通信技术。LoRa 与 Wi-Fi 一样，使用者需自行建立 Gateway，而 LoRa 的终端装置可以与单一或多个 Gateway 进行双向数据传输。

　　Sigfox

　　法国的 Sigfox 厂商推出同名的通讯技术，为了节省终端装置的功耗以及保持大量设备联接时的带宽流量，让 Sigfox 的速度最快只有 100 bits/s，且每台终端装置一天传送讯息的上限为 140 封讯息，每封讯息的最大容量限制为 12 bytes。

　　虽然跟 LoRa 同属非授权频段，但 Sigfox 实际上需要通过营运商架设的基地台进行数据通讯，除此之外，Sigfox 也提供数据储存的服务，让厂商可专注在应用开发。举个例子：Unabiz 就是在全球营运 Sigfox 的营运商之一。

　　Weightless

　　由 Weightless special interest group ( SIG ) 提出来的同名无线连接技术，其开放的通讯标准是宣传的特点之一。Weightless 有三种不同的通讯标准：

　　1. 利用电视空白频段传输的 Weightless-W，这也是最早发展的版本，但由于各国释出电视空白频段的时程皆不相同，导致发展困难，现今多为改用 Weightless-N 及 Weightless-P。

　　2. 单向通信的 Weightless-N，传输速率约为 30 ~ 100 kbit/s，最长传输距离约为 5 KM。

　　3. 双向通信的 Weightless-P，传输速率为约 100 kbit/s，最长传输距离约为 2 KM。

　　NB-IoT

　　NB-IoT ( Narrow Band Internet Of Things)，是 3GPP ( 3rd Generation Partnership Project ) 定义出的物联网标准，建构于蜂窝网络的窄频物联网，只消耗大约 180 KHz 的频段，可直接部属于 GSM 网络、UMTS 网络或 LTE 网络，降低部属成本，实现平滑升级。

　　NB-IoT 跟电信商的基地台进行通讯，跟 Sigfox 不同的是，不是每个电信商都有提供云端服务，所以使用者有可能会需要自行建立云端平台以接收数据。

　　虽然上述各项 LPWAN 的技术看似有重迭之处，但依照实际上的应用或许可达到互补功能，举例而言：若一个工厂的厂区幅员辽阔，那么可以先透过 LoRa 进行局域网络的数据收集，再透过 Gateway 将 LoRa 转 NB-IoT 或是 Sigfox 等其他通讯方式将数据传送至云端，一来除了考虑到功耗或是布线的困难度之外，二来也降低了采用 NB-IoT 或 Sigfox 的通讯或是服务费用。

　　大联大控股世平集团所代理的 NXP、ON Semi、TI、Telit 产线恰好有 Sub-1 GHz 或是 NB-IoT module，可以提供开发商众多 LPWAN 方面的选择，并进一步的协助开发商从进入工业物联网领域。若开发商想进行初期的概念验证的话，建议采用大树云的开发板 BTC DVK-NXP MK64，此套开发板上已经有温湿度、UV、Light 等传感器，并且只要开发商提出想要介接的通讯需求，在经过大树云评估且可行的话，就会将此需求完成并让开发商进行概念验证，建立出属于开发商的工业物联网应用。