——作者|縱行科技ZETA協議開發部——

業務背景：隨著物聯網技術的快速發展，正越來越多地在農業、工業、樓宇、資產跟蹤、智能計量和智慧城市等多個領域中得到應用。物聯網應用有其特定的要求，例如距離、數據速率、低功耗、有效凈荷長度和成本效益等。

不過，對于某些領域的應用，距離、速率、功耗等這些要求都會有所不同，很難通過一種特定的技術來滿足所有應用的要求，例如：在無線通信領域，想要降低數據傳輸的時延，往往需要提高傳輸的數據速率，但是數據速率也并非越高越好，速率越高信號就越容易產生衰減，導致傳輸距離就會變短。

相反，如果想要更廣的信號覆蓋，就需要降低信號傳輸的速率或者提高信號發射的功率，但是功率的提高又會帶來功耗的增加。還有，很重要的一點就是頻譜資源，頻譜資源是有限的，非常珍貴，通常由國家嚴格管理。傳輸速率的提高往往也會消耗更多的頻譜資源，想要傳輸更多的上行數據，就需要犧牲一點下行資源，相反亦然。所以，如何管理、利用好資源來傳輸更多的應用數據也極其關鍵。

不同應用場景需求不同

對于覆蓋范圍和電池壽命比較敏感的應用，如智慧農業，在對溫度、濕度、光照等環境參數采集時，我們不需要太實時的關注這些采集數據，通常只要幾十分鐘內能感知到就行，更關注的是設備的電池壽命，傳輸距離以此來減少我們的布網成本。這個時候，我們就需要有一套能滿足這種應用的廣覆蓋、低功耗、低成本的系統。

對于設備控制敏感的應用，如工業或者電網系統的智能表具控制，通常需要非常實時的控制或者采集數據，時延在秒級以內。這個時候就要提高數據速率跟實時監聽下行數據， 因此需要犧牲功耗跟覆蓋范圍來滿足低時延的要求，所以就需要有對時延、上下行資源嚴格控制的系統來滿足這種應用。

對于成本敏感的應用，如物流托盤資產管理/貨物跟蹤場景，通常我們只關心貨物在不在，在哪里，并不需要對其有任何控制，設備的電量需要有一定的保障，最主要的成本需要非常低，成本效益極其關鍵，這個時候我們就可以犧牲掉下行資源來達到極低的功耗跟硬件成本。

對于設備量、數據量敏感的應用，如果智慧城市、智慧園區的布網中需要很多的傳感器設備如溫度、濕度、水壓、水流、煙感等，設備量往往比較多；數據傳輸的頻率也比較高，有可能幾分鐘就需要傳輸一次上行數據，對下行控制的需求也不會太頻繁。這時候就需要一套系統能合理的管理數據的傳輸、降低數據沖突的概率，并且保證數據的可靠性、安全性。

因此，我們需要有不同的物聯網協議來實現物聯設備更順暢的通信。基于此，縱行科技推出了5大物聯網通信協議。本文將分別介紹各個ZETA協議的特點，以幫助大家選擇哪種協議更適合您的物聯網項目。

• ZETA-P (Panging)：Mesh自組網、低時延、基于Alopha協議設計、遠程批量升級。
• ZETA-S (Time Synchronized Multi-hop)：Mesh自組網、TDM系統、低碰撞率、遠程批量升級。
• ZETA-G(taG)：僅單向上行、極低成本。
• ZETA-C(Controlling)：Mesh自組網、下行鏈路優先、具有多播、輪詢功能、遠程批量升級。
• ZETA-H（High Data Rate）：Mesh自組網、大幀數據傳輸、資源調度、遠程批量升級。

5種ZETA協議詳情介紹

01ZETA-P協議

• 接入網絡：模塊將在訪問網絡時選擇最佳的AP路由。
• 網絡自愈：網絡不穩定的網絡設備將自動優化其路由。
• 數據上行：只要產生數據，就立即發送。
• 數據下行: 兩種接收下行模式，ACK下行：僅在上行傳輸后接收數據，省電模式；實時下行：始終從云上接收數據，功耗高。
• 樹狀拓撲：低功率網狀中繼可以建立最多4跳樹式網絡。

02ZETA-S協議

• 接入網絡：模塊將在訪問網絡時選擇最佳的AP路由，入網成功后獲取工作時隙跟頻率。
• 網絡自愈：網絡不穩定的網絡設備將自動優化其路由。
• 數據上行：模塊在分配的時隙和分配的工作頻率下傳輸數據。
• 數據下行: 兩種接收下行模式，ACK下行：僅在上行傳輸后開啟接收下行時隙接收數據，省電模式；實時下行：在指定時間內從云接收數據（時間在服務器上可配置）。
• 樹狀拓撲：低功率網狀中繼可以建立最多3跳樹式網絡。

03ZETA-G協議

• 接入網絡：在服務器上進行數據合法性校驗。
• 數據上行：模塊在信道監聽后發送數據（如果有多個AP，則接收多個數據）MS只用于發送數據，AP只用于接收數據。

04ZETA-H協議

• 接入網絡：模塊將在訪問網絡時選擇最佳的AP路由，入網成功后獲取工作時隙跟頻率。
• 網絡自愈：網絡不穩定的網絡設備將自動優化其路由。
• 數據上行：資源調度，模塊需要發送上行數據時需要向AP進行資源請求，由AP完成資源調度，分配空口資源后才能上行。
• 數據下行: 尋呼下行降低功耗。
• 樹狀拓撲：低功率網狀中繼可以建立最多2跳樹式網絡。
  
  05ZETA-C協議
  

• 接入網絡：模塊將在訪問網絡時選擇最佳的AP路由，入網成功后獲取工作時隙跟頻率。
• 網絡自愈：網絡不穩定的網絡設備將自動優化其路由。
• 數據上行：主動上行：模塊在分配的時隙和分配的工作頻率上傳輸數據。（較高延時）
• 輪詢反饋：輪詢指令后立即上行，頻率資源由AP調度。（極低時延）
• 數據下行: 具有連續的接收下行窗口，實時從云上接收數據。（極低時延）
• 樹狀拓撲：網狀中繼最多可以建立2跳樹式網絡。

5種ZETA協議參數指標

不同場景協議應用示例

智慧農業

在農業中，傳感器設備需要較長的電池壽命。對于環境的變化通常不需要很實時，如溫度、濕度的變化幾十分鐘或幾個小時更新一次都可以接受，通常這些數據的數據量都比較小，并且不需要很實時的下行控制，ZETA-P是很不錯的選擇。

智慧城市

在智慧城市的建設中，溫度、濕度、水流、水質、漏水傳感器設備也發揮著重要的作用，這些檢測告警需要較實時地通知到管理部門及時響應，通常需要半小時左右上報一次數據。因此，對于設備量較多、單次上報數據量不大的場景，ZETA-S是個很好的選擇。

智慧工業

在工業領域中，對機械設備進行實時監控，進行預測性維護可防止生產線意外停機，避免造成較大損失。如果您需要采集邊緣AI的原始數據（如設備振動數據），這些數據通常較大（幾十K或幾百K），并且需要保證數據的準確性，ZETA-H可以滿足這種應用需求。

智能電網

在電網系統中，通常需要對各種表具進行實時的數據采集及控制。由于設備通常接著市電，功耗的要求不高，ZETA-C的下行時延極低，可以很好的滿足這種需求。

物流托盤資產管理/跟蹤

目前，物流管理中需要跟蹤托盤，以確定貨物的位置和狀況。在此場景中，設備成本和電池壽命是用戶最關心的。ZETA-G可以很好地滿足這種需求，物流公司可以搭建自己的倉網來管理資產。同時，低成本的物流標簽也可以配合縱行科技的高速公路網來實現貨物的跟蹤。