如果說互聯網是一場基于通信技術的時代革命，物聯網時代亦然。
互聯網是基于“人與人”的連接，那么物聯網則是“人與物”“物與物”的萬物互聯，后者具備“連接一切”的屬性。從連接數量來看，與移動互聯網大約50億的設備接入量相比，物聯網涵蓋智能家居、工業互聯網和智慧城市等領域，其連接規模將至少擴大一個量級。市場研究機構IDC預測，2022年中國物聯網連接規模達56億個，到2026年將增至約102.5億個，復合增長率約18%。
綜合技術適配性與商業效益，應用于物聯網的通信傳輸技術并非越快越好，當中的大部分場景并不需要高速率的通信技術。例如智能水表所上傳的讀數和經緯度等位置信息，所占據的字節和所需寬帶都是極少的，采用4G/5G技術無異于“殺雞用牛刀”。上述通信技術的高功耗會推高耗電量，從而導致較高的項目成本。
低速率、低功耗、廣覆蓋通信技術成為了物聯網普及應用的關鍵，無線通信技術LPWAN（Low-Power Wide-Area Network，低功率廣域網絡）應運而生。目前主流的LPWAN技術有NB-IoT、LoRa、LTE-M和SigFox。根據物聯網研究機構IoT Analytics的監測數據，截至2021年10月，采用上述四類技術的節點數占據所有LPWAN節點的份額超過了96%。具體來看，NB-IoT以47%的份額領先，其次為LoRa，市場份額為36%，LTE-M與Sigfox合占13%。
NB-IoT和LoRa具有明顯的領先優勢，其中，LoRa以易組網、更低成本、遠距離傳輸等特點，一直在中國物聯網進程中扮演著重要的角色。
然而，現實情況遠比預想的復雜，國際形勢的風云變幻，令歸屬于Semtech公司的LoRa在中國的應用也蒙上一層陰影。從供給格局與替代性來看，在狀況發生之前要先做好萬全的準備，中國物聯網通信領域亟待一個自主可控的通信系統誕生。
01 物聯網通信革命中的“再革命”
互聯網行業一直流行一句話“站在風口上，豬都會飛”——只要外力夠大,任何人都能順勢成功，迅速積累起財富。當代無數創業者都想成為“風口上的豬”，于是去拼命發現風口、捕捉風口。
對于廣州技象科技有限公司（下稱「技象科技」）CTO鄭凜而言，創業并不是賺快錢。這也許出于通信行業的發展特性，每一代通信技術的更迭普遍要經歷十年或更長時間，例如移動通信技術的4G到5G。即使遇到風口，也未必會飛起來。
投身于物聯網通信領域，作為長期主義的踐行者，鄭凜始終保持足夠的耐心，做好了“十年甘坐冷板凳”的準備。他認為，“做底層核心技術的目的，不能短視地僅看眼前的收益，而是要長遠地對社會產生價值?！?/strong>
鄭凜作為技象科技創始團隊成員之一，這家由中國電子科技集團有限公司（下稱“中電科”）通過科技成果轉化和混合所有制改革的科技企業，聚焦于物聯網底層通信技術，并打造了全自主研發的無線窄帶物聯網通信系統——TPUNB(Techphant Ultra Narrow Band) 窄帶物聯通信系統，搭建完備的物聯感知系統，為各垂直行業提供完整物聯網解決方案和項目建設。
為什么要再造一個通信系統？
一方面，技術呈現多樣化發展能給用戶提供更多可選項，也能促進行業、廠商的良性競爭與創新開展；另一方面，當用戶長期采用的某項技術，因某種原因無法正常供應，另一項成熟的替代性技術出現，將大大降低產業安全性的風險。
在市場的變幻莫測中，最先抓住機會的一定是有備而來的人。從2004年就開始從事通信系統研發工作，鄭凜的從業經歷橫跨民企、外企及國企，曾帶領團隊取得過創業大賽的獎項，熟悉各個體制的運作，也見證了從2G到5G，中國的通信、互聯網到如今物聯網行業的高速發展。對于市場水溫與技術風向，他有著最敏銳的感知力。
“當年我還在外企的時候，國際形勢與現在截然不同。為了占據更大的市場份額，外企公司做過技術轉移國內的安排?！彼ρ裕骸暗F在這么干，估計已經不太可能了?！庇H歷了近年來國際形勢的復雜演變，鄭凜深刻了解底層技術的自主可控對于國家產業發展的重要性。
他回憶，“最初，團隊與一家海外無線終端產品公司合作，當合作開發進入關鍵階段，對方竟提出了更為苛刻的利益訴求，并表示‘不滿足就終止合作’。而后，其相關技術人員更是直接中斷聯系?！?/p>
面對如此突發狀況，鄭凜及團隊充分意識到：“部分的自主可控不是真的自主可控，只有真正的掌握全棧核心技術，才能解決‘卡脖子’的問題?！?/strong>
事件發生后，團隊也不禁生出疑問—— “我們能把終端做出來嗎？”而鄭凜內心早有篤定的答案：能。
此后，鄭凜與團隊開始挑戰“不可能完成的任務”。歷經30天，團隊完成了物聯網終端樣機研發，走上了全系統全棧通信協議自主研發的道路。
無論處于行業角逐，還是國際競爭中的科技對壘，只有往更深的底層打造實力，才有機會在向上游的應用落地中更具競爭力，在市場爭奪中更具話語權，這也是技象科技定位于完整物聯網產品體系部署的邏輯。用鄭凜的話來說，“技象科技要從通信協議的最底層開始，每一個比特都從頭定義?！?/strong>
02 改變規則，技象TPUNB憑什么？
物聯網體系結構可拆分為感知層、傳輸層、平臺層、應用層。國內大量廠商從事物聯網終端應用設備的開發與生產，物聯網平臺層已取得先發優勢。然而，以數據傳輸為核心的傳輸層技術在國內仍存在大片空白。
在一次次科技革命中，促進時代進步的一定是敢于改變規則的人，鄭凜選擇挑戰技術權威，帶領技象科技成為攻克物聯網底層關鍵技術的先行者。
物聯網被視作“互聯網的下半場”，而其通信技術的革新是完全不同的邏輯。2G/3G/4G乃至5G的代際躍遷，都按照國際電信標準組織3GPP（3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴計劃）的制定標準，隨后是基礎設施建設、相關終端設備推出市場，當基站與終端數量都達到一定數量，技術便完成了大規模的普及。最直觀例子可以參照5G的應用——2017年3GPP RAN正式發布5G NR首發版本、隨后各國開啟5G基站建設及5G終端的開發。
而無一避免的，要享受5G速度就要使用5G智能手機，在技術迭代的過程中，消費者總歸要經歷設備更替的環節，才能體驗到新技術帶來的便利。
物聯網的不同之處，則在于巨量終端總數的基礎。
“物聯網的終端存在于從室內到戶外、從高處到地下的各個應用場景之中，譬如廚房灶臺下的水表、戶外的電線燈桿或地下井蓋……如果按照移動通信技術迭代的邏輯，先建好單一網絡的基礎設施或是對原有網絡的優化，再去大批更換物聯網終端，無論從成本效益、時間、可操作性來看根本不可能實現?！编崉C剖析了當前物聯網推進緩慢的原因，在于技術與成本難兩全。
因此技象科技在TPUNB產品體系的設計上，既要充分考慮互聯網時代“廣覆蓋、深覆蓋”的特點，也要兼顧物聯網時代所追求低功耗、低成本的特性。
從底層通信協議、通信芯片IC設計、模組、再到組網傳輸，技象科技對一套完整窄帶物聯通信系統進行自主開發，首先保證了數據傳輸的安全可控，不僅從終端保證采集安全，通信協議的加密算法也確保了傳輸的可信可靠，其次還能實現整體方案成本的自主可控。
鄭凜進一步拆解TPUNB各層面設計，“在感知層，技象科技基于自主協議架構及MuFFS（多模式靈活頻譜安全接入）空中接口，通過全國產化的物聯通信芯片象芯1號，并基于象芯1號的通信模組，已經連接了超過300種智能傳感終端；此外利用TPUNB的數據采集器（內嵌通信模組），還可以快速連接行業中絕大多數種類的傳統感知終端，實現智能連接?！?/p>
全國產自研的象芯1號系列芯片作為TPUNB的核心，具備高性能擴頻調制技術SIMS（序列索引擴頻調制）能力，具備可替代國外同類芯片的基礎。再加上物理層認證水印添加能力、靈活頻譜接入能力、超低功耗喚醒、調度能力，象芯1號支持超低功耗休眠、喚醒操作，更具有低功耗、超遠距離傳輸的能力和豐富的外設接口，以適應不同功耗及覆蓋距離的物聯網應用需求，滿足物聯網芯片高性能、超低功耗、低成本的要求。
鄭凜透露，目前象芯2號系列芯片已經完成了兩次流片，其將與象芯1號配合，分步實現具有國際水平物聯網通信芯片的自主研制。“在各種性能上象芯2號系列芯片將全面超越前代，在象芯1號基礎上全面升級調制解調能力、物理層認證水印添加及檢測能力、高階調制及鏈路自適應能力，推動TPUNB產品系列能力再上一個臺階。”
在傳輸層，系統設有TPUNB基站、網關、中繼器和數據采集器等網絡產品。綜合考慮中國物聯網現狀，鄭凜認為，“面對數量眾多的物聯網應用場景，為不同客戶提供不同聯網應用方式才是‘性價比’較高的選項?！?/p>
鄭凜講解TPUNB系列產品
對此，技象科技設計開發了一系列完備的產品體系。鄭凜提到，嵌入式網關作為其中亮點產品，將網關功能集成在與終端模組尺寸一樣大的器件上，其優勢在于不必改變原有的系統架構，只需嵌入在現有物聯網設備上，便能實現TPUNB的快速拓展應用。
同時，TPUNB系統通過基站、網關等網元設備實現專有網絡的點對點覆蓋、企業級局域覆蓋、城域級廣覆蓋乃至更為廣闊的天地一體覆蓋，應用于現有的智能家居乃至電力、水務等大型項目中。
憑借深厚的通信技術設計能力，技象科技持續深入打磨每一個技術節點，旨在為客戶提供更具性價比、深度可定制且能夠快速應用的物聯專網服務。
03 TPUNB：勢在必行的技術體系
攻破一項技術壁壘絕非易事，除了鉆研技術，還需要時刻洞察市場需求缺口的變化。
在國外技術占主導的物聯網時代下，技象TPUNB的底氣是什么？為什么不隨大流、基于LoRa芯片進行生態開發，而是從0到1去開發一個完整的通信體系？
“LoRa是Long Range Radio（遠距離無線電）的縮寫，技術發源于法國，后來被美國收購，最初是基于地廣人稀的窄帶互聯覆蓋場景”，鄭凜解釋道。
技術引進未必會水土不服，但有可能跟不上需求的變化，比如數字經濟的蓬勃發展，使得中國移動支付技術已經發展得相當成熟，而歐美等大多數國家地區仍以現金、信用卡交易為主。
同理，隨著中國物聯網飛速發展，已有技術將有可能不適用于廣泛而復雜的應用場景。鄭凜認為，相對于引進外國技術，自研的通信系統能更貼合本地需求，并能實時響應、迭代。“因此一項誕生于中國、服務于中國物聯網場景的通信技術是必然的，這也是技象科技正奔赴的方向?！?/p>
“自2018年成立以來，技象科技便朝著窄帶物聯網方向發展。核心團隊有著中電科科技成果轉化的基因，多年從事基于3GPP標準下的3G/4G/5G等通信系統打造?！睂τ谕暾ㄐ畔到y的完全自主創新開發，鄭凜和團隊都有足夠的經驗與自信。
他分享了一個有趣的情節，“正是由于自主可控的窄帶通信系統在國內擁有迫切的需求和廣闊的發展前景，早期只是完成了通信系統的原型設計，我們銷售同事拿著PPT和產品原型出去聊，就有很多客戶想到了各種場景應用?！?/p>
當初各種設想在一步步實現，如今技象科技TPUNB物聯專網已廣泛應用于智慧城市、數字鄉村、工業物聯網等領域，包括城市治理、智慧能源、智能制造、智慧醫療、智慧農業等細分場景。TPUNB物聯感知系統已連接300余種生態感知終端及應用平臺，與行業上下游100多家企業達成合作。
04 “用最好的物聯網服務最多的人”
鄭凜將自己稱為物聯技術的搭建“民工”、物與物之間的“快遞員”。而正是著眼于一個個看似平凡的小場景，才實現有意義的大創新。
“比如在部分老舊小區，水表要么安裝在角落旮旯，要么在地下管廊，位置零散、環境惡劣，而公網信號覆蓋弱，導致沒有辦法實現自動計量及水質監測。同時，人工抄表不僅費時費力、效率低下，也容易造成漏抄、誤抄等數據不準確的情況發生”，這是“民工”鄭凜所觀察到的尋常事件。
于是，針對這一痛點，技象科技與廣州水投集團聯合打造了TPUNB遠傳水表，采用全國產自主知識產權的窄帶物聯通信技術，并引入物理層認證和國密算法，保證數據傳輸的安全可靠。同時，利用TPUNB遠傳水表做相關網絡補充，能實現物聯網100%全覆蓋，數據采集成功率可達到99.99%。
TPUNB遠傳水表
一方面，保障了水司的數據安全性及隱私性；另一方面，TPUNB遠傳水表的投入使用，為水司構建一張同步支撐水務各種物聯監測業務所需的無線物聯網通信無線網絡，對多業務及精細化管理具備可拓展性。比如除了支持水務應用，TPUNB還能搭載多種傳感器，實現消防安全、環境安全等環境傳感監測，為水司和用戶提供更精細化、智能化、便捷化的服務。
除了上述水務場景，技象科技面向不同物聯網應用場景、行業，在頻段、發射功率等指標上支持深度定制，典型落地案例有廣州黃埔的落地古樹名木管理系統等。
經過長期的市場洞察與實踐，技象科技確立了“2+1”的市場戰略，“2”主要是政企大型項目與能源行業，“1”則是立足于TPUNB產品體系生態的開拓。
“從本質上看，TPUNB是一項連接技術。對于技象科技而言，連接也代表著建設開放的技術生態，與物聯網產業上下游伙伴一同成長?！编崉C特別提及了TPUNB的開放性，“TPUNB體系支持OpenCPU，期望進一步降低物聯網終端成本和開發難度，打造中國物聯網自有的數字底座?！?/p>
互聯網時代，廠商都想盡可能搶奪到更多人的注意力。相反，物聯網是對人的解放，提供嶄新的價值。好比自動駕駛的發明是為了解放人類雙手，讓人們利用駕駛時間創造更多的價值。在現實生活中還有成千上萬個需要“解放雙手”的場景。
因此在產品開發的過程中，技象科技并沒有針對某類應用場景來設計?！皬腘B-IoT和LoRa的應用可見，窄帶通信系統是一個大范圍的通用需求，鎖定某個場景只會為技術發展帶來局限，而我們認為這項技術應在各種場景都產生價值?！痹卩崉C看來，物與物的連接會像人與人的交互一樣，越連接越緊密。
連接是人類社會的永恒需求，當下最具革命性的人工智能模型ChatGPT，也是基于連接的運算。未來，科幻片式的萬物互聯也將建立在人與物、物與物的無限連接之上，“人如果不呼吸就無法與天地相往來?！编崉C希望技象的技術能打通一個個數據“感官”，使物與物的交流像呼吸一樣簡單， 最終實現“智能微塵”。
“目前技象科技最大的目標就是——用最好的物聯網服務最多的人?！?/strong>鄭凜如是說。
