由相关数据分析得知，在2020年接入互联网的设备将高达250亿台，其中应用有物联网通信技术的将超过160亿，而在未来的物联网应用市场中，便捷、廉价、低功耗的小数据量物联网设备将会占据高达90%以上的份额，成为无线通信领域的主流。作为低功耗广域物联网（LPWA）技术的带头者，目前NB-IoT和LoRa不断在技术领域做出革新，充分利用其低功耗、低成本、大容量、长续航、多连接和广覆盖等特点，在应用层面展现出了突出的效果，引起了国内外行业的广泛关注[2]。
1、NB-IoT
3GPP在2016年6月制定了关于NB-IoT的行业标准，NB-IoT搭建在成熟的通信网络基础上，同时受到世界范围内的大量企业的鼎力支持和推动。作为一项具备良好发展前景的通信技术，NB-IoT的突出优势有以下几点：
（1）低功耗
通过制定简洁的通信协议和缩短发射/接收时间的方式，NB-IoT设备的待机时间提高了近十倍，终端模块的续航时间也从原来的数月延长至5年~10年，系统的工作稳定性得到了显著提高。
（2）低成本
随着通信技术的逐步成熟，商业市场的日益丰富，NB-IoT芯片的售卖价格将会控制在1美元以下，而企业设计开发单个应用模块的成本也会相应地降低到5美元左右。
（3）多连接
NB-IoT的多连接优势体现在它的一个扇区能够满足10万台设备同时连接，可以达到万物互联的要求。此外还支持低延时敏感度、具有超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构。与GSM相比较，NB-IoT具有更低的设备功耗、更低的搭建成本和更宽广的覆盖范围。本系统的终端监测数据通过LoRa技术传至监控网关进行汇聚。
（4）广覆盖
NB-IoT具备很强的覆盖能力，得益于上行Inter-site CoMP技术以及采取重复发送的方式。在设计的窄带传输模式下，通过上行链路传递控制指令，可供选择的带宽为3.75kHz和15kHz；通过下行链路下发控制指令，采用的带宽为180kHz，子载波的数量为12，带宽为15kHz。农村和较偏远的区域设备排布较分散，对通信能力提出了较高的要求，而将NB-IoT的上行链路提高20dB，可达到覆盖面积扩大100倍的效果。如果在基站与NB-IoT终端之间选用较少数量的子载波并采取重复传送的机制，能够有效提升通信传输的成功率，同样可以满足车库、仓储等地下应用场景的特殊要求。
2、LoRa
LoRa（Long Range）属于LPWAN通信技术，是由美国Semtech公司发布和推广使用的一种无线通信方案。由于其建立在扩频技术的基础上，具备了超远距离通信的能力，目前已经成为低功耗广域网通信的基础。在传统的无线传输方案中，往往无法兼顾理想的传输距离和设备功耗，针对这一突出问题，LoRa技术兼具低功耗、远距离、低成本和多连接的特点，工作在全球免费的433、868和915MHz频段。在选用LoRa通信后，系统容量和规模都得到了明显提高，能够完成远距离的长时稳定通信。
LoRa可以看做是与NB-IoT相竞争的低功耗通信技术，两者的相似特点主要有：
（1）远距离，通信距离最大可以达到20km；
（2）低功耗，在某些应用中，电池使用寿命可以达到5-10年；
（3）低速率，传输速率较低，最高仅为数百kbps。
但是LoRa与NB-IoT的不同之处在于，LoRa不通过运营商基站发送数据，而是有其自身的服务端。当然，由于不需要移动运营商的参与，它便不需要向移动运营商支付费用，但是它也需要有自己的服务器，用于接收节点的信号，以及将信号转发至互联网。可以看出，LoRa的特点和NB-IoT相类似，因此也构成了相互竞争的关系。
本文中结合网关采集的环境参数通过NB-IoT一并传输至云数据中心进行存储、分析、处理、显示、以及报警。