看一看分散的物联网连接格局

标签:物联网
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虽然物联网的用例比比皆是,部署也在快速增长,但技术领域仍然可以压倒新来者。本文概述了无线连接协议及其各自的优点、缺点和推荐的应用领域。

不断扩展的物联网

企业和政府机构正在利用物联网(IoT)技术来最大限度地提高效率和降低运营费用,同时改善向其成员提供的服务。物联网通过实施互联解决方案,包括公用事业、互联车辆、农业、医疗保健、运输以及企业和家庭的安全,推动了各种垂直行业的发展。物联网还推动了创新的新机遇——在解决问题的同时实现全球经济和环境变化。

物联网在过去几年中的增长及其未来的市场潜力都令人印象深刻。市场情报公司国际数据公司(IDC)估计,2020年物联网支出约为7420亿美元。展望未来,IDC的《物联网支出指南》预计,全球物联网在2020-2024年的复合年均增长率(CAGR)为11.3%预测期。

无线物联网连接选项

当涉及到连接设备时,网络技术前景仍然复杂且分散,没有一种千篇一律的协议能够解决所有物联网用例。每个连接选项都在功耗,带宽和范围之间进行权衡,如下图所示:

由于种类繁多的选择(以及首字母缩写词),可能难以为特定的垂直市场用例选择合适的无线连接解决方??案进行部署。

为了帮助理解这种连接难题,这里是对前六种无线类别的概述,详细介绍了它们的独特优势/劣势,功耗,范围和带宽功能。

短程解决方案

以下三个IoT连接选项可在短距离内传输数据-通常在收集数据的“事物”与处理数据或通过Internet将其发送到另一个(通常是云)平台进行处理的集线器或网关之间的距离小于150米。

Wi-Fi

尽管在企业和家庭环境中提供高吞吐量数据传输至关重要,但Wi-Fi在IoT空间的覆盖范围,可扩展性和功耗方面存在局限性。对于消费者而言,它主要用于智能家居小工具,电器和安全摄像机,这些摄像机可连接到电源插座并直接连接到互联网。

Wi-Fi是办公环境和智能工厂的理想选择,在这些工厂和工厂中,监视生产效率的传感器会频繁发送数据,但限于相对较小的物理范围。尽管从技术上来说,它适合用于智能办公室和类似的公司或公共场所,但出于安全原因,IT部门经常不允许在其网络上使用IoT设备。

蓝牙/BLE

像Wi-Fi一样,蓝牙技术可以连续发送数据,但可以在更短的范围内(通常小于10米)工作。蓝牙最初旨在在消费类设备之间进行点对点或点对多点数据交换。

针对功耗进行了优化的蓝牙低功耗(BLE)后来被引入到小型消费物联网应用中,例如健身和医疗可穿戴设备,智能家居设备以及信标。通常,数据可以方便地与智能手机进行通信并可视化。

网状网络(Zigbee,Z-Wave,线程)

使用网状拓扑来部署这些解决方案,以通过在附近分布的多个无线传感器节点上中继传感器数据来扩展覆盖范围。受电节点协作进行数据分发。Zigbee和类似的网状协议(例如Z-Wave,Thread)在中等物理范围(小于100米)内运行效果最佳。

网状网络连接最常用于智能家居或智能建筑空间中的无线控制和监视应用,例如连接的照明,HVAC控制,烟雾和二氧化碳检测器,安全性和能源管理。

远程解决方案

低功耗,广域网(LPWAN)是任何允许长距离通信(从网关设备到端点的信号范围至少为500米)的任何网络的总称。它们最适合用于发送少量且不频繁的,对时间不太敏感的数据的用例,例如智能公用事业计量、资产跟踪、智能农业、环境监控、设施管理、占用检测和耗材监控。LPWAN连接分为两类:非许可频率和许可频率。

未经许可的LPWAN(LoRaWAN,Sigfox)

大约有25种不同的LPWAN技术使用未经许可的频率,但LoRaWAN和Sigfox已成为该领域的明显领导者。

LoRaWAN是由LoRa联盟开发和维护的长期LPWAN规范,该组织是一个非营利性组织,拥有500多家全球成员公司。LoRaWAN体系结构利用网关在终端设备和中央网络服务器之间中继消息。它可以部署为私有网络,也可以通过集成商作为公共网络提供。尽管基于开放标准,但来自不同制造商的LoRa设备依赖于美国Semtech公司的片上技术。

另一方面,Sigfox是一家在法国开发专利,专有技术的公司。Sigfox有时会通过合作伙伴关系推出并维护自己的网络,并直接从网络订阅中获利。目前,Sigfox在欧盟地区比在美国更受欢迎。

非蜂窝非授权频段技术可以为某些组织提供比以下蜂窝选项更好的服务,因为它们的价格较低。但是,这些LPWAN通常比标准许可的蜂窝技术运行速度慢且可靠性不高。

顺便提及,术语“蜂窝”是指蜂窝网络分布在其上的陆地区域,每个区域至少由一个固定位置的收发器提供服务;这些陆地区域称为“单元”。

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