通過遠(yuǎn)程無線物聯(lián)網(wǎng)連接傳感器
2020/7/15 17:57:10
物聯(lián)網(wǎng)（IoT）已經(jīng)連接了許多設(shè)備。實(shí)際上，這個(gè)概念正在迅速發(fā)展，誰知道最終將有多少個(gè)連接的設(shè)備？
直到最近，這些設(shè)備大多運(yùn)行在支持移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)的相同網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議上，如藍(lán)牙、Wi-Fi和蜂窩網(wǎng)絡(luò)。
由于全球基站基礎(chǔ)設(shè)施的完善，蜂窩無線技術(shù)在將電腦、手機(jī)或平板電腦等設(shè)備直接連接到互聯(lián)網(wǎng)方面占據(jù)了壟斷地位，而不需要網(wǎng)關(guān)。
其中一些技術(shù)使下行傳輸速率達(dá)到3.9Gbps，上行傳輸速率達(dá)到1.5Gbps。然而，物聯(lián)網(wǎng)中的大多數(shù)事物需要小于100bpm。
例如，像嵌入式傳感器這樣的分布式設(shè)備對網(wǎng)絡(luò)的要求與計(jì)算機(jī)或電話完全不同。當(dāng)我們使用互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，我們不定期地訪問大量數(shù)據(jù)，但是遙感器會(huì)定期發(fā)送小數(shù)據(jù)包。通常，這些設(shè)備還需要連接到遠(yuǎn)離傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施和方便電源的區(qū)域。
那么，我們?nèi)绾螡M足這些類型物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的獨(dú)特網(wǎng)絡(luò)需求呢？
轉(zhuǎn)向LPWAN
遠(yuǎn)程無線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是低功耗廣域網(wǎng)的基礎(chǔ)。在這些類型的網(wǎng)絡(luò)中，這些協(xié)議是專門為遠(yuǎn)程功能而設(shè)計(jì)的，并且以更長的間隔從許多低功耗設(shè)備（如傳感器端點(diǎn)）發(fā)送少量數(shù)據(jù)。
基于Sigfox和LoRa的標(biāo)準(zhǔn)使用未經(jīng)許可的亞GHz頻段（歐洲為868mhz），與其他協(xié)議（如藍(lán)牙和Wi-Fi）相比，該頻段的干擾更小。在這些頻率下，信號可以穿透障礙物并長距離傳輸，同時(shí)使用相對較少的功率-這是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的完美選擇，后者通常受到電池壽命的限制。
每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都使用不同的技術(shù)來最小化傳輸功率，同時(shí)最大限度地提高射程。Sigfox采用著名的BPSK調(diào)制技術(shù)和超窄帶技術(shù)，最大限度地提高信號穿透率。它是城市建成區(qū)3-10公里范圍內(nèi)或農(nóng)村地區(qū)30-50公里范圍內(nèi)的理想選擇。
LoRa與Sigfox技術(shù)非常相似，但使用擴(kuò)頻技術(shù)以各種頻率和數(shù)據(jù)速率進(jìn)行傳輸-允許網(wǎng)關(guān)適應(yīng)不斷變化的條件并優(yōu)化與每個(gè)設(shè)備交換數(shù)據(jù)的方式。
這些基于LPWAN的技術(shù)的一個(gè)關(guān)鍵好處是成本（特別是當(dāng)您有多個(gè)設(shè)備時(shí)）。就像手機(jī)運(yùn)營商一樣，你仍然需要有執(zhí)照。然而，許可費(fèi)明顯較低；LoRa的年許可費(fèi)約為2500英鎊，而Sigfox用戶預(yù)計(jì)每年為每個(gè)終端設(shè)備支付高達(dá)10英鎊的費(fèi)用。與移動(dòng)運(yùn)營商不同，不需要SIM卡。
自動(dòng)化監(jiān)控
這些遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)無線技術(shù)可用于各種傳感應(yīng)用，尤其是在醫(yī)療行業(yè)、工業(yè)控制或建筑管理領(lǐng)域。
核心用途之一是水溫監(jiān)測。例如，在醫(yī)院和旅館里，每一個(gè)水龍頭和淋浴都需要經(jīng)常檢查，以確保它足夠熱，以防止軍團(tuán)病，但又不至于太熱以致于會(huì)罵別人。管道上的傳感器可以監(jiān)測溫度并立即發(fā)送數(shù)據(jù)，而不是讓人手動(dòng)檢查可能有數(shù)千個(gè)水龍頭。
另一方面，立法要求超市或任何其他商業(yè)場所（如餐廳）的冰箱和冰柜應(yīng)保持在特定溫度下，并進(jìn)行監(jiān)控。傳感器也可用于自動(dòng)化過程，并確保定期接收準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
同樣，液體和液體的情況——比如在石油、廢物或化糞池中的——也需要測量和仔細(xì)監(jiān)測。
這些應(yīng)用程序中的許多目前將使用傳統(tǒng)的4G，但是，如果在這些類型的環(huán)境中連接大量的傳感器，連接可能會(huì)很慢，并導(dǎo)致功能和生產(chǎn)力的損失。例如，在醫(yī)院環(huán)境中，這可能是非常有害的。相比之下，低頻系統(tǒng)可以在較低的距離上傳輸，這意味著醫(yī)院的每個(gè)樓層或病房只需要一個(gè)中繼器。-文章轉(zhuǎn)載自網(wǎng)絡(luò)
直到最近，這些設(shè)備大多運(yùn)行在支持移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)的相同網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議上，如藍(lán)牙、Wi-Fi和蜂窩網(wǎng)絡(luò)。
由于全球基站基礎(chǔ)設(shè)施的完善，蜂窩無線技術(shù)在將電腦、手機(jī)或平板電腦等設(shè)備直接連接到互聯(lián)網(wǎng)方面占據(jù)了壟斷地位，而不需要網(wǎng)關(guān)。
其中一些技術(shù)使下行傳輸速率達(dá)到3.9Gbps，上行傳輸速率達(dá)到1.5Gbps。然而，物聯(lián)網(wǎng)中的大多數(shù)事物需要小于100bpm。
例如，像嵌入式傳感器這樣的分布式設(shè)備對網(wǎng)絡(luò)的要求與計(jì)算機(jī)或電話完全不同。當(dāng)我們使用互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，我們不定期地訪問大量數(shù)據(jù)，但是遙感器會(huì)定期發(fā)送小數(shù)據(jù)包。通常，這些設(shè)備還需要連接到遠(yuǎn)離傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施和方便電源的區(qū)域。
那么，我們?nèi)绾螡M足這些類型物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的獨(dú)特網(wǎng)絡(luò)需求呢？
轉(zhuǎn)向LPWAN
遠(yuǎn)程無線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是低功耗廣域網(wǎng)的基礎(chǔ)。在這些類型的網(wǎng)絡(luò)中，這些協(xié)議是專門為遠(yuǎn)程功能而設(shè)計(jì)的，并且以更長的間隔從許多低功耗設(shè)備（如傳感器端點(diǎn)）發(fā)送少量數(shù)據(jù)。
基于Sigfox和LoRa的標(biāo)準(zhǔn)使用未經(jīng)許可的亞GHz頻段（歐洲為868mhz），與其他協(xié)議（如藍(lán)牙和Wi-Fi）相比，該頻段的干擾更小。在這些頻率下，信號可以穿透障礙物并長距離傳輸，同時(shí)使用相對較少的功率-這是物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的完美選擇，后者通常受到電池壽命的限制。
每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都使用不同的技術(shù)來最小化傳輸功率，同時(shí)最大限度地提高射程。Sigfox采用著名的BPSK調(diào)制技術(shù)和超窄帶技術(shù)，最大限度地提高信號穿透率。它是城市建成區(qū)3-10公里范圍內(nèi)或農(nóng)村地區(qū)30-50公里范圍內(nèi)的理想選擇。
LoRa與Sigfox技術(shù)非常相似，但使用擴(kuò)頻技術(shù)以各種頻率和數(shù)據(jù)速率進(jìn)行傳輸-允許網(wǎng)關(guān)適應(yīng)不斷變化的條件并優(yōu)化與每個(gè)設(shè)備交換數(shù)據(jù)的方式。
這些基于LPWAN的技術(shù)的一個(gè)關(guān)鍵好處是成本（特別是當(dāng)您有多個(gè)設(shè)備時(shí)）。就像手機(jī)運(yùn)營商一樣，你仍然需要有執(zhí)照。然而，許可費(fèi)明顯較低；LoRa的年許可費(fèi)約為2500英鎊，而Sigfox用戶預(yù)計(jì)每年為每個(gè)終端設(shè)備支付高達(dá)10英鎊的費(fèi)用。與移動(dòng)運(yùn)營商不同，不需要SIM卡。
自動(dòng)化監(jiān)控
這些遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)無線技術(shù)可用于各種傳感應(yīng)用，尤其是在醫(yī)療行業(yè)、工業(yè)控制或建筑管理領(lǐng)域。
核心用途之一是水溫監(jiān)測。例如，在醫(yī)院和旅館里，每一個(gè)水龍頭和淋浴都需要經(jīng)常檢查，以確保它足夠熱，以防止軍團(tuán)病，但又不至于太熱以致于會(huì)罵別人。管道上的傳感器可以監(jiān)測溫度并立即發(fā)送數(shù)據(jù)，而不是讓人手動(dòng)檢查可能有數(shù)千個(gè)水龍頭。
另一方面，立法要求超市或任何其他商業(yè)場所（如餐廳）的冰箱和冰柜應(yīng)保持在特定溫度下，并進(jìn)行監(jiān)控。傳感器也可用于自動(dòng)化過程，并確保定期接收準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。
同樣，液體和液體的情況——比如在石油、廢物或化糞池中的——也需要測量和仔細(xì)監(jiān)測。
這些應(yīng)用程序中的許多目前將使用傳統(tǒng)的4G，但是，如果在這些類型的環(huán)境中連接大量的傳感器，連接可能會(huì)很慢，并導(dǎo)致功能和生產(chǎn)力的損失。例如，在醫(yī)院環(huán)境中，這可能是非常有害的。相比之下，低頻系統(tǒng)可以在較低的距離上傳輸，這意味著醫(yī)院的每個(gè)樓層或病房只需要一個(gè)中繼器。-文章轉(zhuǎn)載自網(wǎng)絡(luò)
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