作者：物女王
物聯網智庫 原創
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- 【導讀】 -
其實隨著藍牙Mesh標準落地，消費物聯網領域的通訊格局基本已定：藍牙BT佔據區域網大半江山，與坐擁廣域網的窄帶物聯網NB-IoT遙相呼應。
這是我在物聯網智庫|物女心經專欄|寫的第034篇文章。
記得電影《教父2》中有個場景，男主角邁克的車子遇到古巴叛軍，當他看到被抓住的叛軍不惜「自爆」也要殺死一個軍官的場景時，邁克被震撼了，可是旁邊的其他人卻顯得習以為常。
邁克並不是害怕，而是他見微知著。後來在當地黑幫大佬的生日聚會上，邁克發表了自己的觀點：軍人靠薪水作戰，叛軍靠生命作戰，成本代價即戰鬥力，因此叛軍定會贏得戰爭。而其他人並沒料到叛軍會勝利，連首席大佬都一直認為古巴的局勢會越來越好，他說：「這個國家過去20年內，叛亂不斷，但最後都平息了。」
這就是邁克與普通人的區別，在別人還在盤算能從古巴賺多少錢時，他已經「預知」，如果在古巴投資，回報將是零。
當然，這篇文章不是影評，本文想說說IoT無線通訊協議。就在上周，物聯網通訊圈也發生了一次「小爆炸」，此事足以載入物聯網史冊，或預示了消費領域物聯網局域通訊的終極格局。
7月19日，藍牙技術聯盟（Bluetooth Special Interest Group，簡稱SIG）正式宣布推出SIG Mesh標準，藍牙BT技術開始全面支持Mesh網絡。
全新的藍牙Mesh功能提供多對多設備傳輸，並特別提高構建大範圍網絡覆蓋的通信效能，適用於需要讓數以萬計的設備在可靠、安全的環境下傳輸的物聯網解決方案。
然而，令我略感心痛的是，大多數人對這條「普通」新聞反響平平，視之為一次慣常的發布。其實隨著藍牙Mesh標準落地，消費物聯網領域的通訊格局基本已定：藍牙BT佔據區域網大半江山，與坐擁廣域網的窄帶物聯網NB-IoT遙相呼應。
這個預判結論從何而來？以下論據可能充分到令人髮指。
的確，這個世界上的局域無線通訊技術很多，非常多。據不完全統計…
然而，協議多並不意味著市場均分，「權重」必須被考慮在內，因為我們本就生活在一個極不平均的冪次世界裡。
消費領域物聯網局域通訊將被極少數的協議「霸氣吞食」絕大多數的市場份額，而其他大量的通訊協議最終只能淪為「長尾」。
那麼，有資格「吃掉」大塊市場份額的通訊協議需要滿足什麼條件呢？滿足以下三點，基本上可以開掛了。
1. 從網絡結構上來看，Mesh網狀網絡是首要條件。在現有的消費物聯網中，大多數場景採用星狀網絡，存在一個中心點，網絡從中心點向外延伸，任何兩個設備之間交換信息，都必須通過中心點，中心點故障將導致網絡癱瘓。
而在網狀通訊網絡中，所有設備均可以與其他設備，以及Internet相互通訊，設備與設備之間的通訊完全平等，系統可靠性高，比較容易擴展。在各個設備之間形成的互聯互通，可以充分發揮「分布式」計算的優勢，每個設備都是數據的貢獻者和傳輸者。
Mesh網絡與邊緣計算的結合還將進一步提升消費物聯網的實用性，這種做法充分利用每個邊緣設備中的MCU，將邊緣計算分布到各個設備中進行，而不是完全集中到雲端。由於利用了每個邊緣設備計算能力和協調能力，可以保證斷網時基本功能和邏輯存在，提高全網整體穩定性。
為什麼將邊緣計算能力下放到各個設備中異常重要？因為只有完成這個步驟，才有可能做到為消費者提供精準服務。消費領域的物聯網服務，精準的粒度細化到「個人」只是初級起點，消費者更希望物聯網知道他在哪裡，哪個房間，幾點鐘，躺著還是站著…不同情境下，消費者希望得到的服務差異極大。怎麼精確辨識消費者希望得到哪種服務？各個邊緣設備的「能動性」需要被充分調動，這時「分布式」計算即開始大展拳腳。
2. 在消費物聯網中，消費電子的產品理念必不可少，通訊協議需要支持手機直連。消費電子產品（我國消費類電子產品是指用於個人和家庭與廣播、電視有關的音頻和視頻產品）的特點是配置簡單、功能明確、外觀時尚。消費者希望在智能單品和智能系統之間靈活選擇，按需部署，實現近乎零用戶參與的自動管理，而不是被一整套物價不菲的智能系統「綁架」。這是對用戶體驗的基本尊重。通訊協議支持手機直連，可以滿足充分的部署靈活性。
為什麼消費電子化是消費物聯網「標配」的產品理念呢？因為滿足消費電子理念的產品最易被消費者接受，也最易被大量應用。消費物聯網產品具備一定的智能，往往內置算法，通過與消費者充分連接與互動，算法才能發揮作用和創造價值。只有基於大量用戶數據的匯總與分析，消費物聯網產品的人性化服務才有進一步提升的可能。利用消費電子理念迅速提升智能化產品的銷售量和使用率，是非常重要的一個環節，售後的採集到的消費者行為數據，為算法的改進提供了閉環反饋，從而實現智能產品的持續迭代。
3. 通訊協議需要做到功耗足夠低。在消費物聯網中，大部分產品並不外接電源，而是使用電池供電，電池壽命是制約智能產品生命線的重要瓶頸。哪個消費者也禁不住三天兩頭給眼花繚亂的各種設備換電池，低功耗的重要性你知我知。
綜合考慮上述3點，相信你也覺得藍牙的優勢足夠明顯。根據Gartner的預計，消費物聯網一直在整個物聯網版圖中佔據重要份額，藍牙作為消費領域物聯網局域通訊的強者，前途自然不可限量。
本應做到與藍牙平起平坐的WiFi和ZigBee，因何與消費物聯網局域通訊的頭把交椅失之交臂，自是後話。今天的主角是藍牙，藍牙的最新進展可圈可點，不吐不快。
BT-Mesh與NB-IoT內外分工，遙相呼應
公元940-985年，Harald Blatand統一了整個丹麥。藍牙Bluetooth是這個丹麥國王的「綽號」，因為他愛吃藍梅，牙齒被染藍，因此而得這一「雅號」。
轉瞬來到1998年，愛立信、諾基亞、東芝、IBM和英特爾公司這5家著名廠商的專家們圍坐一團，夜以繼日的給一種全新的短程無線通信技術起名字，他們認為需要一個極具有表現力的名稱才能配得上這項高逼格的新技術。
經過徹夜的關於歐洲歷史和未來無線技術發展的討論後，有人提議用Harald Blatand國王的「雅號」命名。這位國王將挪威，瑞典和丹麥統一起來；他的口齒伶俐善於交際，就如同這項新技術，支持不同領域間的協調工作，斡旋於各個系統間，最終促成良好交流。此名一經提出，專家們立即八方休戰，「藍牙」作為一種新的通訊協議，就此得名。
光陰荏苒，歲月如梭，時間到達2010年。藍牙經過1.1、1.2、2.0、2.1、3.0等多個版本的演進，藍牙4.0正式發布，新版本的最大意義在於低功耗，同時加強不同廠商之間的設備兼容性，並且降低延遲，理論最高傳輸速度為24Mbps，有效覆蓋範圍擴大到100米，還分化出「低功耗藍牙」、「傳統藍牙」和「高速藍牙」三種模式。
2016年6月17日，藍牙技術聯盟（SIG）正式宣布了藍牙5.0標準。它在性能上將遠超早期版本，發射和接收設備之間的有效工作距離可達300米，傳輸速度是藍牙4.2版本的2倍。藍牙5.0還允許無需配對接受信標的數據，傳輸率提高了8倍。另外，藍牙5.0支持室內定位導航功能，結合WiFi可以實現精度小於1米的室內定位。
7月19日發布的藍牙Mesh，可以說為消費物聯網而生，Mesh網絡內所有的藍牙設備，作為節點都可以進行通信傳輸，進一步降低了覆蓋距離的要求，節點越多，覆蓋盲區越少。據外媒報導，藍牙Mesh可支持多達32,000個節點，電池壽命以年為單位。
如果你的設備支持藍牙4.0的低功耗藍牙技術，只需升級固件，就可獲得接入Mesh網狀網絡的能力。
除了藍牙強大的技術和品牌優勢之外，藍牙的成本優勢也是在市場和企業中長盛不衰的原因之一。每年生產十幾億部的智慧型手機幾乎全部搭載藍牙4.0，如此龐大的體量攤銷了藍牙協議、藍牙晶片的軟硬體研發成本。
藍牙模塊的成本平均大概只有其他協議的一半。當阿里巴巴祭出9.9元和19.9元物聯網無線模塊包郵大法的時候，9.9元就是藍牙模塊，19.9元是WiFi模塊，可見其中的成本差，也足以看出藍牙模塊的成本之低。
自從上周三標準正式推出以來，大量晶片廠家迅速響應，宣稱可以提供藍牙Mesh晶片，包括CSR、泰凌、博通、Dialog、Nordic、昇潤…名單迅速加長。不過把Mesh協議做到足夠穩定十分體現功力，「宣稱」和「實操」並不是一回事，只有出貨量才能見真章。
當然藍牙Mesh對於蘋果HomeKit生態的支持也是必不可少的選項。
HomeKit使得Apple能夠配置、連接以及控制智能家居應用中的物聯網設備，例如智能鎖、智能照明以及傳感器等。Apple HomeKit不像其它平臺，它不需要一個中央網關設備，這套生態系統可以圍繞現有的iOS設備，利用iPad作為家庭控制的中樞。
至此，藍牙BT與窄帶NB，一個主內一個主外，奠定了消費物聯網通訊領域的格局。
接下來，我們不得不說說為何WiFi與ZigBee錯失「正宮」良機。至於那一大串長尾協議：Thread、Z-wave、KNX、EnOcean…仍將以「常在」形式長期存在，並不在本文討論之列。
WiFi想到了沒做到，ZigBee起個大早趕個晚集
蕭伯納說：歷史的經驗教訓告訴我們，人們不會從歷史的經驗中吸取教訓。所以今天我們就來說說歷史。
先從WiFi的奮鬥史說起。
也許你還記得從2013年就開始醞釀的WiFi模塊撕X大戰。隨著消費物聯網應用的日趨成熟，WiFi模塊市場在國內也相應地活躍起來。WiFi模塊混戰硝煙四起，小米推出22元的小米智能模塊，阿里與慶科合作推19.9元的WiFi模組，360推1元的WiFi模塊…
故事的起始是博聯在2013年推出的一款WiFi智能插座。作為一個WiFi模塊企業，推出一款B2C智能插座，博聯的主要目的有二：一是通過一個讓消費者以最低成本體驗智能家居的產品，教導和培育市場，引起家電企業的加盟，為今後銷售整套智能WiFi解決方案給家電企業做好鋪墊；二是博聯希望藉助最低門檻的智能單品，獲得產品數據和反饋，提升博聯的WIFI模塊對路由器的適配性。
此舉一出，以小米為首的相關企業大批湧入和跟進。目前WiFi模塊主流的提供商包括博聯、慶科、漢楓、司南物聯等，晶片則來自高通、Marvell、MTK、博通、新岸線、上海樂鑫等。
WiFi模塊通過一款B2C智能單品穿透市場的做法可以作為藍牙Mesh開拓市場的良好借鑑。不過由於功耗等因素限制，以WiFi為通訊協議的智能產品仍未徹底撬動消費物聯網市場，內置WiFi模塊的智能產品大多是電視、空調、電飯煲…等電源供電的家電大件，消費者真正使用WiFi功能的活躍度極為可憐。
為了應對功耗之痛，2016年1月，WiFi聯盟發布在900MHz頻段工作的WiFi HaLow標準。這個標準提供的一個新功能是睡眠模式，可以有效地延長電池的使用壽命。使用更低頻率頻段的另外一個好處是網絡的穿透能力更強。
不過WiFi HaLow仍面臨著兩大挑戰，首先900MHz的方案需要建立與現存WiFi網絡不同的通信基礎設施；另外，也是致命的一點，實際部署技術的空窗期太長，因為WiFi聯盟計劃2018年才會開放HaLow產品的認證，中間這大段的空窗是留給競爭對手來逆襲的麼？天下武功，唯快不破，這一演進速度顯然跟不上瞬息萬變的消費物聯網節奏。
再往前看，更為諷刺的是，其實WiFi實驗Mesh網絡比藍牙Mesh早了許多許多年。不知你是否了解2009年前後WiFi Mesh的一通瘋狂亂搞和幾乎全軍覆沒。當時為了將WiFi Mesh技術商用，IEEE新成立了IEEE 802.11s工作組，制定標準化的擴展服務集。
不過遇到的問題也是有目共睹的難以解決：
首先WiFi Mesh在外場測試時發現，頻段幹擾情況較為嚴重，尤其在與其他運營商室外WiFi系統共存時，網絡吞吐量嚴重下降甚至無法正常工作。
其次，在WiFi工作機制下，終端的切換不需要經過網格下發指令，而由終端自身發起切換測量和決策，受到當時算法的限制，網絡可控性較差。
最後，IEEE 802.11s工作組受到了來自各個廠商的不同壓力，難以發布統一標準，不同廠商均採用私有方案研製產品，導致設備性能、接口標準等差異較大且互不兼容。
誰是先驅，誰是先烈，這個結論，不用我說了吧。
目前WiFi在低速率、低功耗領域遭到來自藍牙等協議的挑戰，高速率、大數據領域又被4G/5G等通訊技術壓迫，腹背受敵。根據ABI Research對各種WiFi規格的出貨數量預測，新推出的802.11ac作了相應的優化，力圖適合嵌入式的物聯網應用。
技術上來講，802.11ac處於5GHz頻段，可以有更多的頻段同時更少的幹擾。802.11ac無線路由器的無線傳輸速率最高可達1.3Gbps，超過了千兆的傳輸速度。802.11ac每個通道的工作頻寬20/40MHz提高到80/160MHz，這樣一來大大提高了無線網絡的傳輸速率。特別值得一提，802.11ac還支持MU-MIMO，這將大幅提高多用戶同時接入AP時的吞吐性能。
此外，毫米波段Wi-Fi技術，亦被稱為802.11ad，也值得關注。802.11ad基於超高頻無線電波，具體來講，目前的802.11n與802.11ac標準採用5 GHz頻率，但802.11ad則使用60 GHz。這意味著其能夠處理遠高於以往標準的數據量，成為前所未見的最快WiFi方案。
說完WiFi，咱們再來看看苦逼的ZigBee。
作為一種天生的Mesh網絡，ZigBee可謂是起了個大早，無奈的是，其在消費物聯網領域的「奔跑」姿勢一直相當「吃力」。
蜜蜂在發現花叢後會通過一種特殊的肢體語言來告知同伴新發現的食物源位置等信息，這種肢體語言就是ZigZag行舞蹈，是蜜蜂之間一種簡單傳達信息的方式。藉此意義ZigBee作為新一代無線通訊技術的命名。
回顧ZigBee的發展史，也是相當奇葩。因為轉身望去，不見科技發展的前半生，卻似娛樂圈中恩怨情仇的步步驚心。
提起ZigBee聯盟，圈內人往往會聯想到南京物聯。故事還得從2012年12月說起，為推動ZigBee技術在中國應用，ZigBee聯盟在上海成立了中國區總部，南京物聯是成立儀式的承辦方。然而，這種親密關係並沒有持續太久，便出現了裂痕，事件的導火線是「一封郵件」。
2014年10月，網絡上流出的一封署名為ZigBee聯盟主席的電子郵件，在郵件中，ZigBee聯盟認為，南京物聯謊稱自己是ZigBee聯盟中國區總部，進行不實宣傳，並且還濫用ZigBee的商標和名稱，嚴重損害了聯盟及成員利益。從此口水大戰拉開帷幕，最終以不了了之收場。
作為一個國際性的正式組織，在與南京物聯的交惡中，ZigBee聯盟沒有落下好的口碑，反而因與南京物聯的「內耗」，使ZigBee技術的競爭者WiFi、藍牙等有了更為充足的空間高歌猛進，間接壓縮了ZigBee技術在中國市場的利益空間。
另一方面，ZigBee產品本身也有硬傷，即使同樣採用ZigBee協議，各種設備可能都無法實現互聯互通，就像講A語言的人能聽到B語言者講話，卻不知道對方到底在講什麼一樣。
終於在2017年CES前夕，ZigBee聯盟正式推出基於ZigBee應用協議棧的物聯網IoT通用語言dotdot，試圖改變現在多種設備之間通訊語言不統一的現狀。
由於ZigBee方案相對封閉，無法與手機直連，而且ZigBee晶片出貨量比較大的TI公司，晶片成本均在2~3美金左右，再考慮到其他外圍器件和相關2.4G射頻器件，成本難以低於10美金，針對消費物聯網硬體這種成本敏感又需要大量節點的智能設備，成本極為尷尬。
目前ZigBee在消費物聯網領域的打法是立足別墅，提供一整套成千上萬元的高檔高價的智能解決方案。藍牙Mesh的推出，將進一步碾壓ZigBee在消費物聯網領域的市場份額，而將其逼退至工業物聯網的圍牆之內。
而在工業物聯網的範疇，WirelessHART、ISA100.11a、WIA-PA…一批無線協議早已嚴陣以待，ZigBee能否將集聚在工業遠程抄表場景的優勢進一步擴展，還得少譜寫娛樂新聞，拿出專業實力說事兒才好。
生於憂患，長於逆境，才是適合藍牙的發展之路
不念過去，不畏將來，擺在藍牙面前的並不是一片坦途順境，它必須成為越戰越勇的將士。
首先藍牙需要時間在消費物聯網局域通訊領域徹底站穩「王者」地位。
目前市場中使用藍牙Mesh協議的產品多以智能照明產品為主，根據大多數消費者的使用習慣，燈具並不適合作為智能家居的主要入口。更要命的是，「入口」一詞在網際網路與移動網際網路時代或是一顆救命神丹，瀏覽器、應用市場、超級APP和手機桌面等都扮演了入口界的當紅小生，但是「入口」這顆神丹在智能家居領域卻長期無法打通任督二脈。
智能音箱、智慧型手機、智能電視…似乎都是入口，但又都不是入口。由於「入口」的搖擺不定，智能家居、可穿戴硬體、智能建築等市場並未全面爆發，尤其是智能家居領域，雖然谷歌、亞馬遜、小米、京東、阿里等巨頭紛紛左衝右突，公關文案中的爆品接連不斷，但冷靜的市場和務實的消費者並沒有給他們多少好臉看。
不過可以預見，藍牙門鎖、藍牙窗簾、藍牙開關、藍牙煤氣報警…一大批產品正在趕來的路上。現在智慧型手機的年銷量接近20億，想一想50倍的藍牙終端數量，這是接近1000億的年銷量，幾乎是天文數字，可以再造一個體量等同於智慧型手機的市場。所以，藍牙Mesh完全是一個可以改寫消費物聯網歷史的協議。
同時值得注意的是，藍牙Mesh協議的關鍵技術由少數幾家企業把持，是否會出現當年WiFi Mesh那種各家獨自為政，延緩甚至阻礙市場成長的分裂現象，創造本該不是問題的問題，也需給予高度警惕。
當然，我們還應冷靜的看到，藍牙並不是消費物聯網之外其他領域的通訊首選。任何技術都有其局限性，藍牙帶寬有限，而且並不適合對於延遲高度敏感的應用領域。而對於大多數工業領域而言，尤其是高端製造業，涉及運動控制和工業機器人操作，實時性是一個非常關鍵的問題。
話說回來，無論消費物聯網領域通訊技術競爭得如何激烈，消費者本質上並不關心，只簡單要求聯網簡單、穩定、安全。由於各種通訊協議的覆蓋場景重合度增加，藍牙Mesh、Zigbee、Thread…雙模、三模、多模晶片成為顯性發展路徑，在市場格局仍未明朗之前，模數自然多多益善。
最後，我們跳出通訊網絡俯瞰藍牙的發展。藍牙核心規範版本4.0中明確定義了藍牙低能耗技術的架構，不難看出SIG並沒有留給藍牙太多的創新空間。而在通訊領域之外，這個世界已經進入了協同創新的時代。從上個世紀的Linux、Apache，到2008年正式上線的GitHub，再到2015年穀歌的TensorFlow人工智慧開源平臺，由於全球大規模開放協同效應的釋放，極大地加速了網際網路技術進步的進程，而技術進步本身又為協同賦能。
而在通訊網絡的世界，並沒有從全球協作中借力發展，也許有一天，某個「孫正義」入局打破這種既有利益的平衡，建立藍牙應用層的「GitHub」，激發物聯網的原始創新動力，快速跟進不斷變化的新興市場需求。畢竟理論上來說，設備如果支持藍牙4.0的低功耗藍牙技術，只需升級固件，就可獲得接入Mesh網狀網絡的能力。開放源碼的應用層「GitHub」作為創意源泉，可以極大加速藍牙Mesh的採用，節省在實施過程中的冗餘研發，確保藍牙Mesh及時跟進快速變化的市場變局。
自從去年11月開始寫作【物女心經】這個專欄的文章以來，長情讀者肯定發現了，每篇文章我都會講述一個核心觀點。巴菲特的合伙人查理·芒格有句名言：「如果我要擁有一種觀點，如果我不能夠比全世界最聰明、最有能力、最有資格反駁這個觀點的人更能夠證否自己，我就不配擁有這個觀點。」因此，如果你對任何一個觀點持有不同意見，都歡迎在留言區寫下你的思考，習慣潛水，但逢帖必看。
希望聰明如你助我更有力的證否自己。
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