如何選擇正確的物聯(lián)網(wǎng)連接選項

2021-11-01

如何選擇正確的物聯(lián)網(wǎng)連接選項

物聯(lián)網(wǎng)連接是一個(gè)術(shù)語(yǔ)，指的是物聯(lián)網(wǎng)系統中所有設備之間的連接，包括傳感器、網(wǎng)絡(luò )路由器、網(wǎng)關(guān)、應用程序，甚至平臺/系統。然而，在實(shí)踐中，它通常指的是我們可以在物聯(lián)網(wǎng)系統中使用的不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò )解決方案，從 Wi-Fi 到蜂窩連接，再到 NPWAN 和 NB-IoT 等新技術(shù)。

我們可以根據三個(gè)主要因素區分這些物聯(lián)網(wǎng)連接選項：帶寬容量（速度）、覆蓋范圍和功耗。根據項目的需求和目標，不同的物聯(lián)網(wǎng)系統可能需要不同的連接要求。

物聯(lián)網(wǎng)連接可以成就或破壞整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統。如果沒(méi)有連接，物聯(lián)網(wǎng)系統將無(wú)法運行，而選擇錯誤的連接解決方案會(huì )阻礙物聯(lián)網(wǎng)項目的性能、成本效率和可擴展性等。事實(shí)上，物聯(lián)網(wǎng)中的許多故障都歸因于連接解決方案無(wú)法跟上不斷增長(cháng)的物聯(lián)網(wǎng)系統中快速增長(cháng)的數據傳輸。

因此，選擇正確類(lèi)型的物聯(lián)網(wǎng)連接對于任何物聯(lián)網(wǎng)系統都至關(guān)重要。

選擇物聯(lián)網(wǎng)連接時(shí)要考慮的因素

上面，我們已經(jīng)討論了選擇不同連接選項的三個(gè)主要因素：帶寬、范圍和功耗。但是，我們可以進(jìn)一步擴展這三者，在這里我們將討論選擇 IoT 連接解決方案時(shí)要考慮的最重要因素：

帶寬容量：在物聯(lián)網(wǎng)系統中，帶寬是指物聯(lián)網(wǎng)設備之間發(fā)送和接收的數據量。有些物聯(lián)網(wǎng)系統每天只需要一小部分數據，也有些用例需要每分鐘甚至每秒持續傳輸大量數據。

覆蓋范圍：在保持可靠性的同時(shí)，設備可以安裝在離您的集線(xiàn)器和/或其他設備多遠的地方。如果是有線(xiàn)連接，則覆蓋范圍是電纜的長(cháng)度。另一方面，蜂窩連接可以在覆蓋范圍內允許數英里。

功耗：由于大多數物聯(lián)網(wǎng)設備/傳感器都是電池供電的，因此功耗可能是一個(gè)大問(wèn)題。不同的物聯(lián)網(wǎng)連接解決方案具有不同的功耗。

成本：一個(gè)顯而易見(jiàn)的考慮因素。同樣重要的是要注意，每個(gè)物聯(lián)網(wǎng)連接選項都有初始投資成本和持續運營(yíng)費用（每月數據費、訂閱費等）。

您現有的系統：如果您可以將 IoT 系統與您現有的系統和基礎設施集成，則可以節省大量時(shí)間和資源。

部署地點(diǎn)：例如，如果物聯(lián)網(wǎng)系統要部署在有很多墻壁、無(wú)線(xiàn)電干擾和其他因素的位置。在某些條件下，不同的連接解決方案可能比其他解決方案更有效。

可擴展性：隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)系統的增長(cháng)，擴展連接解決方案是多么容易。一些解決方案（即有線(xiàn)連接）在可擴展性方面比其他解決方案更加嚴格。重要的是要記住，中途切換連接選項可能非常昂貴且耗時(shí)。 

常見(jiàn)的物聯(lián)網(wǎng)連接選項及其優(yōu)勢 

下面，我們將討論一些最常見(jiàn)的物聯(lián)網(wǎng)連接選項，以及它們如何根據我們上面討論的因素進(jìn)行。

蜂窩物聯(lián)網(wǎng)連接

在物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施中，蜂窩連接也稱(chēng)為 M2M（機器對機器）蜂窩，蜂窩連接的一個(gè)關(guān)鍵特征是其覆蓋范圍非常長(cháng)。您甚至可以通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)蜂窩連接連接兩個(gè)不同國家/地區的兩臺設備。例如，Truphone 的物聯(lián)網(wǎng)數據計劃覆蓋 100 多個(gè)不同的國家，因此您可以在技術(shù)上將物聯(lián)網(wǎng)系統擴展到全球范圍。

使用 LTE 和現在的 5G 的蜂窩連接還可以提供非常高的帶寬和數據傳輸速度。蜂窩物聯(lián)網(wǎng)總是存在高功耗問(wèn)題，但新興的蜂窩技術(shù)，如 NB-IoT、Cat-M1 等，專(zhuān)注于在降低功耗的同時(shí)保留蜂窩連接的優(yōu)勢。

無(wú)線(xiàn)上網(wǎng)

與蜂窩連接相比，Wi-Fi 連接提供了非常高的帶寬（也非?？煽浚┎⑶蚁牡墓β室俚枚?。然而，使用 Wi-Fi 解決方案的一個(gè)關(guān)鍵權衡是覆蓋范圍。因此，Wi-Fi 通常僅用于智能家居等短距離物聯(lián)網(wǎng)部署。然而，有一些較新的 Wi-Fi 技術(shù)，如 HaLow，專(zhuān)注于改善 Wi-Fi 的范圍和功耗，以用于未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施。

藍牙 (LE)

藍牙具有相對較低的帶寬容量和非常短的覆蓋范圍，但采用新的藍牙低功耗 (LE) 技術(shù)，它消耗的功率非常小。這就是低功耗藍牙最適合在短距離部署中傳輸低數據的物聯(lián)網(wǎng)用例的原因，例如智能家居實(shí)施。

網(wǎng)狀技術(shù)

網(wǎng)狀技術(shù)通過(guò)在物聯(lián)網(wǎng)設備/傳感器之間創(chuàng )建互連節點(diǎn)來(lái)傳輸數據來(lái)工作。這種網(wǎng)狀配置可以提高覆蓋范圍和功耗，但只能傳輸相對較小的數據包。Zigbee 和 Z-Wave 是最流行的網(wǎng)狀物聯(lián)網(wǎng)連接協(xié)議之一，廣泛用于智能家居和小型企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施。

低功耗廣域網(wǎng)

LPWAN 代表低功耗廣域網(wǎng)，它是通過(guò)擴大覆蓋范圍同時(shí)保持低功耗來(lái)專(zhuān)注于物聯(lián)網(wǎng)的新型連接技術(shù)的總稱(chēng)。Sigfox 和 LoRa 是當今最流行的兩種 LPWAN 解決方案，但近年來(lái)，NB-IoT 和 LTE Cat-M（基于蜂窩 LTE）等較新的解決方案也越來(lái)越受歡迎。

LPWAN 解決方案可以以極低的功耗在設備之間提供長(cháng)達 25 英里的令人印象深刻的覆蓋范圍。我們可以預期 LPWAN 和基于 LPWAN 的蜂窩連接將成為物聯(lián)網(wǎng)連接的未來(lái)，但目前它們提供的帶寬范圍相對較低。 

結束詞 

如前所述，每個(gè)物聯(lián)網(wǎng)連接解決方案都在帶寬、覆蓋范圍和功耗之間進(jìn)行權衡。一般來(lái)說(shuō)，我們可以將它們分為三大類(lèi)：

高覆蓋范圍、高帶寬、高功耗：蜂窩連接屬于這一類(lèi)。它在覆蓋范圍方面是最好的，并且在高帶寬用例中非?？煽?，但它需要大量電池電量。衛星連接也屬于這一類(lèi)。在特定用例中很有用，例如必須在海洋中間部署 IoT 傳感器。

低覆蓋范圍、高帶寬、低功耗：有線(xiàn)連接（即以太網(wǎng)）、Wi-Fi 和藍牙 LE 屬于這一類(lèi)。非常適合短距離物聯(lián)網(wǎng)部署，但實(shí)施相當有限。

高覆蓋范圍、低帶寬、低功耗：各種LPWAN解決方案都屬于這一類(lèi)。在需要很少帶寬但覆蓋范圍大的 IT 用例中很有用，例如在偏僻的地方部署傳感器