物聯(lián)網(wǎng)連接的零散格局

2021-05-27

物聯(lián)網(wǎng)連接的零散格局

盡管物聯(lián)網(wǎng)的用例比比皆是，并且部署迅速增長(cháng)，但技術(shù)前景仍可能使新來(lái)的人不知所措。本文概述了無(wú)線(xiàn)連接協(xié)議及其各自的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)和推薦的應用領(lǐng)域。

不斷擴展的物聯(lián)網(wǎng)

企業(yè)和政府機構正在利用物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)，以最大程度地提高效率并減少運營(yíng)支出，同時(shí)改善向其選民的服務(wù)交付。物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)實(shí)施互聯(lián)解決方案（包括公用事業(yè)，互聯(lián)車(chē)輛，農業(yè)，醫療保健，運輸以及企業(yè)和家庭安全），推動(dòng)了眾多垂直行業(yè)的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)也在推動(dòng)創(chuàng )新的新機遇–解決問(wèn)題，同時(shí)實(shí)現全球經(jīng)濟和環(huán)境變化。

無(wú)線(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)連接選項

在網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的風(fēng)景，當涉及到連接設備，沒(méi)有一個(gè)放之四海而皆準的所有能夠解決所有物聯(lián)網(wǎng)應用案例協(xié)議仍然復雜和零散。每個(gè)連接選項都在功耗，帶寬和范圍之間進(jìn)行權衡，如下圖所示：

由于種類(lèi)繁多的選擇（以及首字母縮寫(xiě)詞），可能難以為特定的垂直市場(chǎng)用例選擇合適的無(wú)線(xiàn)連接解決方案進(jìn)行部署。

為了幫助理解這種連接難題，這里是對前六種無(wú)線(xiàn)類(lèi)別的概述，詳細介紹了它們的獨特優(yōu)勢/劣勢，功耗，范圍和帶寬功能。

短程解決方案

以下三個(gè)IoT連接選項可在短距離內傳輸數據-通常在收集數據的“事物”與處理數據或通過(guò)Internet將其發(fā)送到另一個(gè)（通常是云）平臺進(jìn)行處理的集線(xiàn)器或網(wǎng)關(guān)之間的距離小于150米。

無(wú)線(xiàn)上網(wǎng)

盡管在企業(yè)和家庭環(huán)境中提供高吞吐量數據傳輸至關(guān)重要，但Wi-Fi在IoT空間的覆蓋范圍，可擴展性和功耗方面存在局限性。對于消費者而言，它主要用于智能家居小工具，電器和安全攝像機，這些攝像機可連接到電源插座并直接連接到互聯(lián)網(wǎng)。

Wi-Fi是辦公環(huán)境和智能工廠(chǎng)的理想選擇，在這些工廠(chǎng)和工廠(chǎng)中，監視生產(chǎn)效率的傳感器會(huì )頻繁發(fā)送數據，但僅限于相對較小的物理范圍。盡管從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，它適合用于智能辦公室和類(lèi)似的公司或公共場(chǎng)所，但出于安全原因，IT部門(mén)經(jīng)常不允許在其網(wǎng)絡(luò )上使用IoT設備。

藍牙/ BLE

像Wi-Fi一樣，藍牙技術(shù)可以連續發(fā)送數據，但是可以在更短的范圍內（通常小于10米）工作。藍牙最初旨在在消費類(lèi)設備之間進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)或點(diǎn)對多點(diǎn)數據交換。

針對功耗進(jìn)行了優(yōu)化的藍牙低功耗（BLE）后來(lái)被引入到小型消費物聯(lián)網(wǎng)應用中，例如健身和醫療可穿戴設備，智能家居設備以及信標。通常，數據可以方便地與智能手機進(jìn)行通信并可視化。

網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )（Zigbee，Z-Wave，線(xiàn)程）

使用網(wǎng)狀拓撲來(lái)部署這些解決方案，以通過(guò)在附近分布的多個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器節點(diǎn)上中繼傳感器數據來(lái)擴展覆蓋范圍。受電節點(diǎn)協(xié)作進(jìn)行數據分發(fā)。 Zigbee 和類(lèi)似的網(wǎng)狀協(xié)議（例如 Z-Wave，  Thread）在中等物理范圍（小于100米）內運行效果最佳。

網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )連接最常用于智能家居或智能建筑空間中的無(wú)線(xiàn)控制和監視應用，例如連接的照明，HVAC控制，煙霧和二氧化碳探測器，安全性和能源管理。

遠程解決方案

低功耗，廣域網(wǎng)（LPWAN）是任何允許長(cháng)距離通信（從網(wǎng)關(guān)設備到端點(diǎn)的信號范圍至少為500米）的任何網(wǎng)絡(luò )的總稱(chēng)。它們最適合于發(fā)送少量且不頻繁的，對時(shí)間不太敏感的數據的用例，例如智能公用事業(yè)計量，資產(chǎn)跟蹤，智能農業(yè)，環(huán)境監控，設施管理，占用檢測和耗材監控。LPWAN連接分為兩類(lèi)：非許可頻率和許可頻率。

未經(jīng)許可的LPWAN（LoRaWAN，Sigfox）

大約有25種不同的LPWAN技術(shù)使用未經(jīng)許可的頻率，但LoRaWAN和Sigfox已成為該領(lǐng)域的明顯領(lǐng)導者。

LoRaWAN是由LoRa聯(lián)盟開(kāi)發(fā)和維護的長(cháng)期LPWAN規范，該 組織是一個(gè)非營(yíng)利組織，擁有500多家全球成員公司。LoRaWAN體系結構利用網(wǎng)關(guān)在終端設備和中央網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器之間中繼消息。它可以部署為專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )，也可以通過(guò)集成商提供為公用網(wǎng)絡(luò )。

非蜂窩非授權頻段技術(shù)可以為某些組織提供比以下蜂窩選項更好的服務(wù)，因為它們的價(jià)格較低。但是，這些LPWAN通常比標準許可的蜂窩技術(shù)運行速度慢且可靠性不高。