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2019-08-05 10:45:47分类肪烘:行业资讯1210

  如今有很多非常不同的物联网应用鞭誓,从每隔几小时发送几个字节的土壤传感器琼烂,到不断发送数兆字节数据的无人驾驶汽车等士蠕。许多应用都依赖于良好的连接性浚旧柏,那么问题出现了......什么是良好的物联网连接性?

  在规划物联网网络时碴,有三个主要因素可供选择夕,即功耗波弄呈、范围和带宽/数据速率嗣。如果您的传感器可以连接到稳定电源腾想,那么很容易达到良好的范围和带宽孟,但在大多数应用中日,情况并非如此火鸥,而且必须使用电池梧,因此必须进行某种权衡臣。其他重要因素包括通信芯片和设备成本娩亭,当然还有可靠性唐犀。基于所有这些因素和权衡河,目前有多种连接选项可供选择毕山,如Wi-Fi冒内、LoRaWAN楞、NB-IOT哥类味、LTE等枫碌。
 

物联网连接解决方案
 

  为了便于了解这些选项导,将它们进行分组闯:

  ·未经许可抨背厘:WiFi匈铝耿、蓝牙蕊、RFID/NFC肩彩、ZigBee弊栓、Z-Wave

  ·蜂窝/许可沁节当:4G LTE吉魂、LTE Cat-M须稍橇、Nb-IoT和5G

  ·LPWAN秤渡室:sigfox郴铝烂、LoRa/LoRaWAN堑、Ingenu餐虐、Weightless

  ·卫星

  ·混合/组合廊:前四种类型的组合

  这五个组可以在带宽与范围图表上很好地显示茂蒙,因此很容易了解并为适当的物联网应用选择合适的连接解决方案剑拿妨:
 

物联网连接解决方案
 

  1.未经许可

  未经许可的网络不需要频率调节器的许可来使用频率速凡蚀。一个典型例子是任何人都可以自由使用的Wi-Fi网络察说赏,相比之下伪,智能手机可以连接到许可的4G LTE基站午称。LTE频率由您的运营商许可汕创,实际上每年的费用相当高镀。有人可能会问示蘑苏:人们为什么要为可以免费得到的东西付费呢?通过使用未经许可的解决方案颅混,您的传输功率会受到限制拾橡,因此无法传输到很远的地方哗某,并且通常您也会受到其他用户的干扰淖舵模,因为没有人保护/限制其他用户使用相同的频率录。(来源罗墟:物联之家网)然而馅猾卵,如果您不想向电信运营商支付任何费用华老,那么未经许可绝对是建立小型专用网络的好方法肝嚷络。流行的未经许可的频带是433 MHz粉猫、868 MHz憨释、915 MHz糕、2.4 GHz墟鲸栋、5.4 GHz和60 GHz反哇。

  最流行的未经许可的标准是Wi-Fi记。在最新的AC版本中此唉,它可以提供超过1 Gbps的速度奖卡,但其范围通常限制在100米抗辨。此外钳,还为物联网开发了新的Wi-Fi标准乡:WiFi HaLow(802.11ah)和HEW(802.11ax)梯庆童。

  另一个非常流行的未经许可网络是蓝牙和蓝牙低功耗(BLE)磋,它们是物联网的理想选择眉硕,但覆盖范围比较小(小于30m)究拴遁。但与Wi-Fi相比蜂粗,BLE更省电舅哀墟,设置更容易敲,抗干扰能力也更强(在嘈杂的环境中工作更好)剁睦,但它却具有更小的范围和更低的容量概。最新版本的蓝牙礁,第5版带来了许多有用的功能柒,比如4倍的范围妥棉,2倍的速度泌钩卜,它支持网格薄,所以比以前更容易建立更大的蓝牙网络避瑞。

  其他未经许可的标准是已经上市超过10年之久的ZigBee以及非常类似的Thread填唉,它们主要用于谷歌和Nest的智能家居应用粟悉牟。还有Z-Wave捣泪,主要是为家庭自动化设计的标准拖锨。

  2.蜂窝/许可

  蜂窝许可网络基于所谓的3GPP标准(第三代合作伙伴项目)砂踢,2G/GSM缄、3G UTMS铣怂、4G LTE以及现在的5G大部分移动通信也都是基于该标准膛松艾。如今的智能手机大多使用4G LTE网络阔勺梆,可以提供100 Mbps以上的速率艇瀑联、大范围和良好的可靠性恃狸,但另一方面诺,我们都知道我们每两天甚至每天都要为智能手机充电位究扳。

  为了克服这一功耗问题顿烷,3GPP发布了低功耗定、窄带但仍然许可的网络标准挠竟。最着名的两种类型是LTE CAT-M和NB-IOT疗单。这些网络提供基于SIM卡的服务蹲,并且它们提供与4G LTE网络相似的覆盖率蓖斗峦、安全性和服务质量水平牛廓。蜂窝物联网网络的最大优势之一是韩迪,当前的LTE基站可以很容易地升级到CAT-M或NB-IOT古,因此可以在几天内覆盖整个国家长仿,而市场上的其他一些新进入者则必须花费大量时间和精力从头开始构建网络培信。

  3.LPWAN(低功耗广域网)

  当今最流行的LPWAN标准之一是LoRa缆鲤淌。LoRa使用未经许可的<1 GHz频率耗篡拇,因此可以实现良好的覆盖和室内渗透劣匿茹。LORA采用扩频技术人巫毫,增强了链路对干扰的稳健性撩喉,并提供了良好的增益和覆盖范围池冯兰。LoRa能够支持长达15公里的距离(农村/郊区乏,城市大多为1-2公里)和从几百字节到50 kbps不等的带宽叼。用于构建区域范围或全国范围网络的开放协议称为LoRaWAN(广域网WAN)颊射。LoRa具有良好的安全级别施窖搜,甚至可以在不使用GNSS的情况下用于粗略定位潮讼悼。

  另一个主要的Lpwan玩家肯定是sigfox娘。与开放标准的LoRa相反罕戮弗,sigfox是一种专有协议贺够戒,并且是一个封闭系统妨恼晒,所以sigfox会在每个国家或地区指定一个网络运营商碑统,并控制后端和连接桅幻筒,而物联网客户只需使用该系统并支付连接到sigfox网络的费用锤。SigFox还使用未经许可的<1 GHz频率鹊坷冒,但由于其容量甚至小于LoRa(约100 bps输,每天最多140条消息)聘,因此SigFox设备可以具有更高的40 km覆盖范围和/或长达20年的电池使用寿命紊。SigFox不适用于任何经常传输大量数据的应用程序奇,并且由于它是为“上行链路”通信而设计的滑,所以不适用于必须经常从基站向传感器发送数据的应用程序负。

  其他LPWAN技术有Ingenu膜苯链、Weightless绊、SymphonyLink等离稍。

  由于其特性供杠橙,Sigfox主要用于静态设备猩稠,并且只能上传非常少量的数据(智能电表等)匪腐搪,延迟非常大勒拔列。另一方面拆,LoRa更适合具有中等水平双向数据的移动设备陈。如果需要更高水平的服务质量和全球覆盖范围鸽,那么蜂窝网络肯定是首选蜂脆谁。

  4.卫星

  卫星通常使用微波频率叹创眠,覆盖范围最大墩缕沥。由于成本高乒孪,所以在没有其他连接选择时(比如在非常偏远的地区栋吠,在公海上的船只或平台上眠,或者当安全非常重要时料死,例如军事或安全应用墓。)才使用这种解决方案肚。

  除了成本较高之外歼枪想,卫星可能还具有较差的延迟尘,它可能需要一个大碟形天线户酿脊,而对于较高的频率栋,它可能是不可靠的奈蔡。卫星通常不能由电池供电喉盖,所以它主要是用来连接到互联网的网关童掸,而不是传感器妊粱劝。

  5.混合/组合

  在现实世界中莆,物联网应用通常使用混合解决方案埔徘我。混合解决方案将由两部分组成髓。第一部分称为访问评奢,它包括从传感器/设备到本地网关的所有内容列献啡。这里使用的通信通常是WI-FI或LoRa,但也可以是蓝牙或ZigBee陕僵。

  第二部分称为回程辈湃,因为它包括从网关到互联网的部分际哇薪。这里通常使用4G LTE路由器穷拦、可用的光纤奉稼、非常偏远地区的卫星洞巫。

  结论

  综上所述锑四,现在有30多种连接类型(标准饺、协议)为物联网网络而设计何的胺,要选择正确的连接戎,您应该考虑功耗悼、范围苹、当前和未来的覆盖范围盾袒眠、所需带宽户、延迟成本和可靠性捎。人们必须非常小心脊颅嘲,不要将其物联网解决方案建立在“错误”的标准基础上笆煤,这种标准可能会在某一天消失遂负弟,因此最终的解决方案也可能会从市场上淘汰出局浆。

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