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https://blog.csdn.net/weixin_47456647/article/details/155307103?spm=1011.2415.3001.5331
广义的物联网类别定义较为宽泛，但通常指具备处理能力、软件和传感器，可执行多种功能的连接对象。物联网设备可连接到网络、互联网或彼此之间，无需人工干预即可感知或收集数据并传输数据。物联网领域的设备种类繁多，包括家用恒温器、门铃、门锁、安全摄像头、虚拟助手、健康监测设备和家电等消费类设备；工业类别（涵盖医疗、零售、农业和企业领域）则包括传感器（温度、湿度、占用率、位置、运动）、监控器、控制器、泵、暖通空调（HVAC）及安全设备（锁具、摄像头等）。物联网市场庞大且增长迅速，推动消费和工业技术制造商在该领域创新并扩展产品。Precedence Research预计，消费物联网市场（目前已超3000亿美元）将在未来几年以每年10%的速度增长；工业物联网类别（预计2025年将突破5000亿美元）增长更快，有望在2034年超过2.1万亿美元。
连接是物联网设备的核心考量
设计和推广物联网设备的产品经理面临一系列技术和市场挑战，但选择连接介质是最关键的。没有可靠的连接，物联网设备就无法兑现其承诺，如提供更舒适和安全的家庭环境、更高效的仓库、更可持续的农业等。
在消费市场中，连接挑战是品牌风险、支持电话和产品退货的主要原因。当消费者在设置新的智能家居设备或保持设备可靠连接时遇到困难，他们可能会联系支持部门、退回设备，或在社交媒体上撰写负面产品评论或抱怨，这给产品经理带来困扰，并影响制造商的业务成果。
选择连接介质时需要考虑诸多因素。其中范围、吞吐量和延迟要求会先缩小可选技术的范围，但还有其他因素会影响最终决定，包括：
- 网络拓扑：确定网络拓扑的问题包括：“设备是否会以传统的接入点（AP）/客户端设备拓扑连接，是否还需要网状或点对点连接？”
- 互联网协议：如果物联网设备的数据最终必须能够到达互联网，则必须支持IP，以确保正确的识别和路由。
- 安全性：物联网设备与任何连接的电子设备一样，必须在连接层和应用层都得到保护。
- 设置：为消费者和企业用户建立可靠的设备连接是一项重大挑战。不同的连接标准有不同的配置模型，因此了解这些差异至关重要。消费者通常受益于用户友好的界面或二维码，而工业用户通常需要处理更复杂的系统，需要先进的技术技能。弥合这一知识差距对于让所有用户有效连接和维护其设备至关重要。主动了解这些标准是提升用户体验的基础。
- 电源管理：许多物联网设备采用电池供电，制造商为电池寿命设定严格目标，以符合使用场景。例如，消费者可能愿意每年更换一次门锁电池，但很可能不愿意每月更换一次。在工业环境中，可能部署了数千台设备，预期运行10年甚至20年。
- 互操作性：在大多数家庭和工业环境中，单一供应商部署是例外，而非常态。不同制造商的设备需要相互连接，并与各种网络设备连接。
- 向后兼容：随着连接标准的演进，家庭和工业网络都将包含必须连接的多代设备。虽然家庭物联网设备的产品生命周期通常不到四年，但工业设备可能部署长达20年。
- 频谱可用性：鉴于频谱法规不统一，面向全球市场的产品经理必须选择能够在最多国家运行的连接标准。
- 成本：除了芯片组的单价外，产品经理还必须考虑部署特定连接解决方案的总成本。这包括互操作性、合规性和法规认证等因素。
Wi-Fi 是物联网首选的连接标准
Wi-Fi 已成为绝大多数家庭和企业网络场景的首选连接方式。Wi-Fi 的诸多特性使其不仅在消费电子、移动设备和企业网络领域是显而易见的选择，在物联网领域同样如此。
到 2025 年，Wi-Fi 的已部署设备基数将达到 227 亿台，几乎是家庭和企业网络的默认配置。这些网络能够轻松连接物联网设备，而且消费者与 IT 管理者对其部署方法也十分熟悉。与其他连接技术不同，Wi-Fi 基于 IP 协议，可简化将数据直接传输至互联网的流程。
自诞生以来的 25 年间，Wi-Fi 行业持续提供安全、互操作且高性能的连接，同时保持着无可匹敌的向后兼容性。从最初的 11 Mbps 到如今多 Gbps 级别的性能（通过代际升级实现），以及安全防护的持续强化，Wi-Fi 的性能不断提升。
不过，对性能飞跃的关注不应掩盖同样重要的功能创新与标准特性 —— 正是这些让 Wi-Fi 在物联网场景中更实用。物联网设备的产品经理与开发者可利用这一代 Wi-Fi 提供的 20 MHz 信道运行模式，来扩展覆盖范围、降低功耗。
Wi-Fi 的拓扑（如本文所述的网状网络和对等连接）进一步拓展了替代型 Wi-Fi 技术（如 Wi-Fi HaLow™）的适用场景：这类技术覆盖范围长，信道带宽可低至 1 MHz、高至 16 MHz。结合 WPA3™安全协议等特性，Wi-Fi 成为了面向广域物联网设备的理想选择。
在现有物联网连接方案中，Wi-Fi 的独特之处在于将经济性与创新结合：Wi-Fi 生态持续推动性能、电源管理及支持物联网场景的附加功能升级，而 Wi-Fi 芯片的规模化生产则助力模块成本的降低。
Wi-Fi CERTIFIED 推动市场成功
Wi-Fi CERTIFIED 是国际公认的产品认证标识，表明产品已通过测试，符合 Wi-Fi 联盟的互操作性与安全标准。获得 Wi-Fi CERTIFIED 认证的产品，需通过严格测试，证明其能在相同频段内与其他 Wi-Fi CERTIFIED 设备互通。在全球范围内，消费者、零售商、服务提供商与企业 IT 管理者都信赖 Wi-Fi CERTIFIED 设备。如今该认证项目已进入第三个十年，它是新兴技术验证的黄金标准，尚无其他技术可替代。
Wi-Fi CERTIFIED 项目的稳健性已历经 25 年考验。随着连接技术拓展至新的产品品类与应用场景，互操作性、向后兼容性与安全性的独立验证，对提升 adoption 率与市场成功至关重要。
Wi-Fi CERTIFIED 对于消费、企业与工业市场的物联网而言不可或缺。若缺乏广泛的认证，智能家居与工业物联网领域将面临碎片化风险、重大安全隐患，以及无法实现可观投资回报的威胁，这会损害单个品牌与整个行业的利益。Wi-Fi 联盟提供了成本可控的认证路径，简化了测试流程，确保终端用户在使用每一台设备时都能获得最佳体验。
Wi-Fi CERTIFIED 与物联网
从 PHY 开始
物理层（PHY）标准的选择（例如通用 Wi-Fi）是设备设计的起点。覆盖范围、吞吐量与功耗的考量，会影响频段的选择 ——Wi-Fi 在低于 1 GHz 频段、2.4 GHz、5 GHz 和 6 GHz 频段均支持运行。
Wi-Fi CERTIFIED 6 与 Wi-Fi CERTIFIED 7 可在 2.4 GHz、5 GHz 和 6 GHz² 频段运行，信道带宽范围为 20 MHz 至 320 MHz。窄信道（20 MHz 或 40 MHz）运行可最大限度降低功耗，这对于需要长时间运行的物联网设备（如电池供电型设备）而言至关重要；同时，窄信道还能显著提升网络效率。而更宽的信道（如 Wi-Fi 6 中的 320 MHz 信道，或 Wi-Fi 7 中的其他信道选项）则适用于需要更高清晰度视频或其他大容量数据负载的物联网应用场景。
借助波束成形技术的进步，Wi-Fi 6 与 Wi-Fi 7 在室内环境下的覆盖范围可达 70 米，在室外环境下可达 250 米 —— 物理障碍（如墙壁）会影响这一范围。网状拓扑（下文将详述）可有效扩展这些设备的覆盖范围，信号能从一个接入点 “跳” 至另一个接入点。
Wi-Fi CERTIFIED 6 与 Wi-Fi CERTIFIED 7 设备可与同频段内的 Wi-Fi 4、Wi-Fi 5 设备互通。此外，Wi-Fi CERTIFIED 6 与 Wi-Fi CERTIFIED 7 还提供了最丰富的特性认证组合，包括对等操作、网状配置与服务质量（QoS）协议。
Wi-Fi CERTIFIED HaLow™
2021 年推出的 Wi-Fi CERTIFIED HaLow™拓展了 Wi-Fi 技术矩阵，新增了在 ** 低于 1 GHz 频段（750-928 MHz）** 运行的物理层（PHY），信道带宽可低至 1 MHz。作为专门面向物联网设计的 Wi-Fi 连接 PHY，它拥有所有 Wi-Fi 技术的核心优势：原生 IP 支持、顶级 WPA3 安全防护、稳健的互操作性测试生态，以及开放的底层标准（IEEE 802.11ah）。
Wi-Fi HaLow 将典型 Wi-Fi 的覆盖范围提升至 1 公里甚至更远，同时保持的数据速率显著优于其他物联网连接方案。近距离下，数据速率可超过 80 Mbps；即便在 1 公里距离，速率也能达到 150 Kbps。其功耗足够低，可支持纽扣电池供电的设备 —— 尤其是通过 “电源管理模式” 限制设备接入网络和处于活动状态的时间窗口。尽管 Wi-Fi HaLow 是为小数据负载设计的，但也能传输低清晰度的语音和视频信号。
由于工作在低于 1 GHz 的频段，Wi-Fi HaLow 使用的频谱相对 “干净”，从而降低了与其他设备的干扰风险。此外，低于 1 GHz 的运行频段比更高频段的信号穿透力更强，也适用于物联网环境中常见的密集型网络，单个接入点（AP）可支持超过 8000 台设备。
安全性
所有通过 Wi-Fi CERTIFIED 认证的设备均包含 WPA3 安全防护。WPA3 具备最先进的加密强度，既能保护用于管理 Wi-Fi 传输的数据，也能保护有效载荷数据本身，同时禁用了过时的旧版安全协议。此外，WPA3 还支持可扩展认证协议、对数据有效载荷的 128 位或 256 位高级加密，以及高级密钥生成等功能。
WPA3 提供两种认证选项：密码凭证认证。凭证认证在企业与工业环境中很常见，也能轻松扩展至物联网场景；而通过 WPA3 进行的密码认证是消费者最熟悉的方式，因此在智能家居应用中很容易被采用。这种密码方式允许用户选择更自然、更易记忆的密码，同时能防范离线字典攻击。值得注意的是：WPA3 包含前向保密性 —— 即便数据传输完成后密码被泄露，已传输的数据流量也能得到保护。
Wi-Fi：连接工业物联网（IIoT）
和消费与商业生活的几乎所有其他领域一样，数字化也重塑了工业运营。这场常被称为 “工业 4.0” 的革命，正推动着制造效率、质量与可靠性的显著提升。
如今的工业环境中运行着种类繁多的联网对象与系统，它们通过自动化与互联来拓展效率提升的空间。连接能力支持着从任务完成、预测性维护活动，到设备定位、甚至远程控制生产等各类场景。
但可靠连接工业设备颇具挑战，并非所有技术都能胜任这一任务。工业网络通常需要最严密的安全防护，以防范恶意攻击者入侵、保护商业机密。工业领域的独特需求，进一步让 Wi-Fi 成为更受青睐的连接方式：
- 虽然工业应用传输的大多是小数据负载，但部分应用需要的高数据速率可能远超家庭办公环境。
- 工业物联网环境中，互操作性至关重要 —— 尤其是在供应商异构的场景下：泵、传感器、起重机等设备的制造商通常各不相同；而专业化网络基础设施几乎总是来自不同供应商，终端设备本身也常由各类供应商提供。
- 设备更换周期可长达 20 年（在制造与分销环境中），因此向后兼容性是关键考量因素。
- 最后，工业环境从无线电频率（RF）角度看噪声极大，需要能应对干扰的技术。
Wi-Fi 经实践验证的互操作性、安全性与向后兼容性，使其在工业应用的连接技术中脱颖而出。工业领域对 Wi-Fi 基础设施的投资预计到 2030 年将达到每年近 70 亿美元，这也确保了 Wi-Fi 使能的终端设备会持续激增。
随着传统 Wi-Fi 与 Wi-Fi HaLow 在低功耗、扩展覆盖范围方面的持续升级，Wi-Fi CERTIFIED 设备将继续成为连接工业 4.0 的最佳方式。
需考虑的功能认证
产品经理与开发者需根据目标应用场景与运行环境，考量额外的 Wi-Fi 协议与认证：
视频传输
若物联网网络需要支持视频，Wi-Fi QoS Management™可让网络对流量进行优先级划分，确保高负载应用（如视频）体验良好，实现更低延迟、更短响应时间，并避免因资源分配不当导致的断连。接入点（AP）与客户端设备都需包含 Wi-Fi QoS Management 认证，才能执行该协议。
设备入网配置
随着物联网设备生态持续扩张，Wi-Fi Easy Connect™简化了 Wi-Fi 设备的入网配置流程，同时保持高安全标准。该协议借助二维码、近场通信（NFC）、设备信息等方式，让设备轻松接入网络，且通过 WPA3 保障安全。
扩展网络覆盖范围
Wi-Fi EasyMesh™可扩展网络覆盖，连接大范围区域内的设备。来自不同厂商的多个接入点能协同工作，形成一个统一的网络：它会实时监控并优化性能，引导设备接入当前体验最佳的接入点；还能随环境变化调整网络结构，保障稳定性。
采用 Wi-Fi EasyMesh 的网络能提供更高容量，支持同时使用、轻松诊断网络问题，还能让管理者识别最近的备用设备，从而提升网络管理能力。此外，它能在设备需要时提供最高吞吐量，助力网络高效扩容与资源管理，无需人工干预。
定位
Wi-Fi Location™让设备仅通过 Wi-Fi 信号即可实现亚米级的室内定位精度，同时能在客户端设备上保护定位数据隐私（相比依赖信号强度、信标技术等的其他方案，隐私性显著提升）。
Wi-Fi Location 可支持多种物联网场景，包括室内导航、资产追踪、地理围栏、应急服务、精准营销等。它还能增强网络管理能力：帮助管理者定位问题设备，并识别最近的备用设备。
Matter：跨连接标准实现设备互联
Matter 是由连接标准联盟开发的、基于 IP 的行业统一标准，它提供高层协议，让采用不同连接技术的设备也能相互连接与通信 —— 即便没有互联网接入，设备也能互联互通。连接标准联盟将包括 WPA3 在内的 Wi-Fi CERTIFIED 认证，列为所有 Wi-Fi 设备获得 Matter 认证的前提条件。
Wi-Fi CERTIFIED 与 Matter 协同作用，确保物联网设备满足无缝连接、互操作的家庭或办公场景高标准。Matter 借助 Wi-Fi 固有的优势，让设备能通过通用应用层与数据模型，跨多种 IP 网络技术通信。而自动设备发现功能简化了物联网设备的入网配置流程，让支持 Matter 的设备都能从中受益。
Wi-Fi 联盟为 Matter 设备制定了专属认证规范，明确了 Matter 认证所需的特定功能与定义 —— 这是 Wi-Fi 接入型设备获取 Matter 认证的必经步骤。
Wi-Fi 与物联网：未来将走向何方？
未来数年，智能家居与工业物联网市场将被若干新兴趋势和创新所塑造 —— 产品经理如今在设计 Wi-Fi 产品、规划产品路线图时，就应将这些趋势纳入考量。随着这些趋势成为物联网设备的现实，Wi-Fi 联盟成员将持续合作，推进技术增强与对应的认证。
市场对互操作性与简易配置的期待将持续提升，物联网设备的 adoption 速度也会加快。尤其是在消费级智能家居领域，买家会购买更多不同品牌的设备，并期望它们 “开箱即用”；而在工业与企业环境中，技术人员对易部署、高互操作性技术的需求也会增加。
与此同时，对强化安全与隐私的需求也会增长：物联网系统收集和存储的敏感数据越来越多，产品经理需要持续展示其设备符合行业标准的安全机制。若设备不具备通过空中下载（OTA）更新安全协议与功能的能力，这些长生命周期的物联网设备将很快无法跟上最新的安全防护与其他更新，难以在全生命周期内保持性能。
先进人工智能（AI）与机器学习也将在物联网中发挥更重要的作用，让设备随时间推移变得更具适应性、更实用。动态网络配置、电源管理，以及预测未来场景并自动调整的能力，会让这些设备在未来更具价值。同时，物联网设备丢失率的上升，也会加剧对更低延迟、更高吞吐量，以及强化隐私保护的需求。
物联网设备与网络中边缘计算的普及，将与 AI 的更多应用相伴而生。这或许能平衡对更高吞吐量与更低延迟的需求：设备可自行或在邻近服务器上处理数据，仅将必要的负载传输至云端。这将让物联网设备更智能、响应更迅速、功能更丰富。
未来数年，定位与传感功能也会持续进步 —— 结合 Wi-Fi 等连接技术与 AI，提升设备价值：它们能更精准地识别存在、呼吸、温度、运动，以及环境位置。
最后，从射频、太阳能、热能与电极化中收集环境能量的技术，有望降低物联网设备对电池供电的依赖，提升其能效；还能提供应急备用电源，确保设备在断电时仍能持续运行与保持连接。
