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2019-08-05 10:45:47分類蠕︰行業資訊100

  如今有很多非常不同的物聯網應用邵似,從每隔幾小時發送幾個字節的土壤傳感器斷誕,到不斷發送數兆字節數據的無人駕駛汽車等幸戳。許多應用都依賴于良好的連接性砂瞎膛,那麼問題出現了......什麼是良好的物聯網連接性?

  在規劃物聯網網絡時附孤,有三個主要因素可供選擇恆弄,即功耗兔、範圍和帶寬/數據速率旁母疼。如果您的傳感器可以連接到穩定電源屁銅,那麼很容易達到良好的範圍和帶寬省,但在大多數應用中綿飄,情況並非如此遂泊,而且必須使用電池衡,因此必須進行某種權衡氰昂。其他重要因素包括通信芯片和設備成本嗎竭,當然還有可靠性沖。基于所有這些因素和權衡咀,目前有多種連接選項可供選擇羅,如Wi-Fi侖垛、LoRaWAN泰答、NB-IOT碴肺、LTE等涼。
 

物聯網連接解決方案
 

  為了便于了解這些選項秒嚏,將它們進行分組暢撲汀︰

  ·未經許可碾︰WiFi磺、藍牙堤、RFID/NFC醛仁、ZigBee蓄九、Z-Wave

  ·蜂窩/許可備︰4G LTE胚級、LTE Cat-M祈、Nb-IoT和5G

  ·LPWAN鯉略骯︰sigfox蕩武、LoRa/LoRaWAN滬佰、Ingenu浚伙犀、Weightless

  ·衛星

  ·混合/組合隆麓巴︰前四種類型的組合

  這五個組可以在帶寬與範圍圖表上很好地顯示航炭,因此很容易了解並為適當的物聯網應用選擇合適的連接解決方案喜︰
 

物聯網連接解決方案
 

  1.未經許可

  未經許可的網絡不需要頻率調節器的許可來使用頻率南楔桔。一個典型例子是任何人都可以自由使用的Wi-Fi網絡隴稿如,相比之下巒豢派,智能手機可以連接到許可的4G LTE基站家。LTE頻率由您的運營商許可程銻銑,實際上每年的費用相當高途攘骨。有人可能會問掠捆羨︰人們為什麼要為可以免費得到的東西付費呢?通過使用未經許可的解決方案唇醋犯,您的傳輸功率會受到限制飛,因此無法傳輸到很遠的地方絆封淬,並且通常您也會受到其他用戶的干擾砷鱉秤,因為沒有人保護/限制其他用戶使用相同的頻率冕。(來源秀陝︰物聯之家網)然而橇脅躺,如果您不想向電信運營商支付任何費用碗碧陀,那麼未經許可絕對是建立小型專用網絡的好方法偷籍。流行的未經許可的頻帶是433 MHz乓財、868 MHz翱協、915 MHz馳、2.4 GHz捍、5.4 GHz和60 GHz盡。

  最流行的未經許可的標準是Wi-Fi燒。在最新的AC版本中聳,它可以提供超過1 Gbps的速度寇柑,但其範圍通常限制在100米懲。此外酣鶴訛,還為物聯網開發了新的Wi-Fi標準粟勘儒︰WiFi HaLow(802.11ah)和HEW(802.11ax)孺焙。

  另一個非常流行的未經許可網絡是藍牙和藍牙低功耗(BLE)莆,它們是物聯網的理想選擇香笛,但覆蓋範圍比較小(小于30m)撐。但與Wi-Fi相比精掏,BLE更省電混,設置更容易獵撬琶,抗干擾能力也更強(在嘈雜的環境中工作更好)錘榷廷,但它卻具有更小的範圍和更低的容量病破市。最新版本的藍牙逗梧柯,第5版帶來了許多有用的功能釁漿亥,比如4倍的範圍拘舵挖,2倍的速度勢,它支持網格八巴,所以比以前更容易建立更大的藍牙網絡卯。

  其他未經許可的標準是已經上市超過10年之久的ZigBee以及非常類似的Thread沮拔苗,它們主要用于谷歌和Nest的智能家居應用汗。還有Z-Wave氯綽,主要是為家庭自動化設計的標準盾欣毋。

  2.蜂窩/許可

  蜂窩許可網絡基于所謂的3GPP標準(第三代合作伙伴項目)蕩膿,2G/GSM錄篩、3G UTMS暢叭、4G LTE以及現在的5G大部分移動通信也都是基于該標準冒捌。如今的智能手機大多使用4G LTE網絡疼健,可以提供100 Mbps以上的速率片橫、大範圍和良好的可靠性妓害,但另一方面嶺閃,我們都知道我們每兩天甚至每天都要為智能手機充電新。

  為了克服這一功耗問題邢箔煤,3GPP發布了低功耗斜煥、窄帶但仍然許可的網絡標準奔。最著名的兩種類型是LTE CAT-M和NB-IOT譏。這些網絡提供基于SIM卡的服務媚嶺,並且它們提供與4G LTE網絡相似的覆蓋率曬憑昆、安全性和服務質量水平信。蜂窩物聯網網絡的最大優勢之一是撐碧觸,當前的LTE基站可以很容易地升級到CAT-M或NB-IOT潦促罵,因此可以在幾天內覆蓋整個國家定殼,而市場上的其他一些新進入者則必須花費大量時間和精力從頭開始構建網絡橋存。

  3.LPWAN(低功耗廣域網)

  當今最流行的LPWAN標準之一是LoRa煩朔。LoRa使用未經許可的<1 GHz頻率旅,因此可以實現良好的覆蓋和室內滲透亂。LORA采用擴頻技術海撈,增強了鏈路對干擾的穩健性監悄徐,並提供了良好的增益和覆蓋範圍藕。LoRa能夠支持長達15公里的距離(農村/郊區彭錘覓,城市大多為1-2公里)和從幾百字節到50 kbps不等的帶寬狙。用于構建區域範圍或全國範圍網絡的開放協議稱為LoRaWAN(廣域網WAN)幸。LoRa具有良好的安全級別勾誕,甚至可以在不使用GNSS的情況下用于粗略定位抒。

  另一個主要的Lpwan玩家肯定是sigfox圈棺。與開放標準的LoRa相反官膜陶,sigfox是一種專有協議叼,並且是一個封閉系統丹,所以sigfox會在每個國家或地區指定一個網絡運營商皚,並控制後端和連接憲遂撫,而物聯網客戶只需使用該系統並支付連接到sigfox網絡的費用臥。SigFox還使用未經許可的<1 GHz頻率磨,但由于其容量甚至小于LoRa(約100 bps餐,每天最多140條消息)羔,因此SigFox設備可以具有更高的40 km覆蓋範圍和/或長達20年的電池使用壽命響歸鐮。SigFox不適用于任何經常傳輸大量數據的應用程序卜,並且由于它是為“上行鏈路”通信而設計的粱系付,所以不適用于必須經常從基站向傳感器發送數據的應用程序課鉑。

  其他LPWAN技術有Ingenu聯、Weightless饋謎撐、SymphonyLink等顴先握。

  由于其特性饒腺,Sigfox主要用于靜態設備蛙窘唐,並且只能上傳非常少量的數據(智能電表等)帆驕,延遲非常大投。另一方面碩,LoRa更適合具有中等水平雙向數據的移動設備期。如果需要更高水平的服務質量和全球覆蓋範圍鵑季棺,那麼蜂窩網絡肯定是首選彌。

  4.衛星

  衛星通常使用微波頻率瞬,覆蓋範圍最大芥努。由于成本高朵酮猾,所以在沒有其他連接選擇時(比如在非常偏遠的地區熬,在公海上的船只或平台上酮逆,或者當安全非常重要時煤邪苦,例如軍事或安全應用叼。)才使用這種解決方案椽。

  除了成本較高之外屢夕,衛星可能還具有較差的延遲揮黎首,它可能需要一個大碟形天線狽,而對于較高的頻率蓋,它可能是不可靠的夢線。衛星通常不能由電池供電剩,所以它主要是用來連接到互聯網的網關疵簾耐,而不是傳感器跺扯。

  5.混合/組合

  在現實世界中鞍撼幣,物聯網應用通常使用混合解決方案唬腐。混合解決方案將由兩部分組成懲。第一部分稱為訪問好皖憨,它包括從傳感器/設備到本地網關的所有內容媒。這里使用的通信通常是WI-FI或LoRa,但也可以是藍牙或ZigBee隴敝唬。

  第二部分稱為回程襲布,因為它包括從網關到互聯網的部分孤繭。這里通常使用4G LTE路由器叢、可用的光縴能、非常偏遠地區的衛星懇。

  結論

  綜上所述冬抹醛,現在有30多種連接類型(標準扣、協議)為物聯網網絡而設計動,要選擇正確的連接取,您應該考慮功耗箋勤絨、範圍卉坍點、當前和未來的覆蓋範圍悉 徑、所需帶寬密粕、延遲成本和可靠性八緬儈。人們必須非常小心詞馮,不要將其物聯網解決方案建立在“錯誤”的標準基礎上曬,這種標準可能會在某一天消失邢豪,因此最終的解決方案也可能會從市場上淘汰出局倒九。

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