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物聯網如何工作之第2部分:網絡連接

2019-06-12 14:01:15  來源:物聯之家網

摘要:在上一篇文章“物聯網如何工作——第1部分:傳感器”中,我們學習了如何在物聯網應用中收集數據。下一步是將數據發送到基于云的服務平臺進行處理。那么它是如何到達那里的?
關鍵詞: 物聯網
  接上篇:《物聯網如何工作——第1部分:傳感器》
 
  本文是“物聯網如何工作”系列的第二部分,我們將以簡單易懂的方式介紹物聯網的關鍵要素。
 
  物聯網解決方案由四個基本要素組成:
 
  • 傳感器
 
  • 網絡連接
 
  • 數據處理
 
  • 用戶界面
 
  在上一篇文章“物聯網如何工作——第1部分:傳感器”中,我們學習了如何在物聯網應用中收集數據。下一步是將數據發送到基于云的服務平臺進行處理。那么它是如何到達那里的?
 
  在本文中,我們將集中討論列表中的第二個要素:網絡連接。
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  什么是網絡連接?
 
  網絡連接是物聯網難題的一部分,它使“事物”能夠相互交流和交換數據。網絡連接可以通過有線或無線網絡實現。然而,有線網絡不適合大多數物聯網應用,因為其覆蓋范圍僅限于網線可到達的區域。大多數物聯網應用需要更大的覆蓋范圍,因此我們將在本文中集中討論無線網絡連接。
 
  物聯網連接選項
 
  物聯網有許多網絡連接選項,如蜂窩移動、衛星、Wi-Fi、低功耗廣域網(LPWAN)和藍牙。
 
  選擇網絡連接選項時,有許多因素需要考慮:覆蓋范圍(可以發送數據的最大距離)、帶寬(可以發送多少數據)、功耗(電池續航時間)、成本、可靠性和可用性等。
 
  最佳網絡連接選項將具有大范圍、高帶寬、低成本和低功耗。不幸的是,這種連接技術還不存在,例如,增加覆蓋范圍往往會增加功耗,而增加帶寬通常會增加成本。
 
  讓我們來看看物聯網最常用的一些網絡連接選項。在文章的結尾,您可以看到一個非常簡單的表格來比較和總結這些選項。
 
  低功耗廣域網 (LPWAN)
 
  低功耗廣域網(LPWAN),如Lora和Sigfox,相對較新的,只有少數國家擁有全國范圍的低功耗廣域網。據麥肯錫稱,在2017年,低功耗廣域網覆蓋了全球20%的人口。此外,麥肯錫預計,到2022年,低功耗廣域網將覆蓋全球100%的人口。
 
  很明顯,低功耗廣域網(LPWAN)有兩個重要特征:
 
  • 低功耗(使用可持續數年的小型電池)
 
  • 遠距離通信(以公里為單位)
 
  LPWAN技術基于間歇性發送少量數據的概念(例如,一天幾次),這使得低功耗成為可能。
 
  LPWAN的一個用例是智能廢物管理,其中垃圾箱配備有液位傳感器,僅在需要時清理。在這種用例中,偶爾向云端發送少量數據就足夠了。與其擁有一個實時監控系統,不如擁有能夠維持很長時間(例如幾年)的電池和每個垃圾箱合理的網絡連接成本。
 
  蜂窩移動
 
  蜂窩移動連接是最常見的選擇:它是您手機用來發送和接收數據的一種網絡連接方式。蜂窩移動連接有許多好處,它是一種可靠的選擇,除了高帶寬之外,它還提供遠距離通信。蜂窩移動連接也具有良好的可用性(與目前的LPWAN不同)。
 
  缺點是,蜂窩移動連接具有相對較高的成本和較高的功耗。然而,有一些新的蜂窩網絡旨在解決這些問題,其中之一就是窄帶物聯網(NB-IOT),這是一種利用現有蜂窩網絡基礎設施的LPWAN技術。
 
  由于其高功耗和高成本,對于許多物聯網用例來說,蜂窩移動連接不是最佳選擇。但是,它可以用于跟蹤遠距離移動的昂貴資產(如車輛、船運集裝箱等)。
 
  衛星
 
  衛星通信具有高帶寬和高范圍,但它也有較高的功耗。衛星通信的好處是它可以在地球上任何地方工作。因此,如果您需要接收集裝箱在海洋中航行信息的話,衛星通信可能是唯一選擇。
 
  藍牙低功耗和Wi-Fi
 
  藍牙和Wi-Fi是近距離通信的最佳選擇。它們比LPWAN具有更高的帶寬,比衛星和蜂窩移動網絡的功耗更低。
 
  除了傳統的藍牙,還有一個更新的版本,叫做藍牙低功耗(BLE)。BLE使用的技術能夠實現更低的功耗,它只需要傳統藍牙所需能量的一小部分。
 
  使用藍牙/Wi-Fi的物聯網用例的一個例子是醫院(或其他室內)資產跟蹤。通過使用多個藍牙/WI-FI接入點,您可以通過三角測量來確定資產的位置。
 
  總結
 
  下面的一個表格,是對上面介紹的網絡連接選項進行了非常簡單的總結。
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  據我們所知,所有的選擇都有利弊,正確的選擇取決于您的具體物聯網用例。
 
  物聯網工作流程的下一步是什么?
 
  到目前為止,我們已經通過傳感器收集數據,并使用網絡解決方案將數據發送到云服務平臺。接下來,我們必須使數據有用,這意味著我們需要處理它。敬請關注我們的下一篇文章“物聯網如何工作——第3部分:數據處理”!

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