通信技术作为一项基础技术,对物联网产品和解决方案来说非常重要。通信技术在物联网行业的地位非常重要。那么,我们应该如何选择物联网的通信技术呢?如何选择物联网通信技术1、覆盖范围覆盖范围是指节点(终端)和网关(基站)的有效通信范围,是衡量通信技术的重要指标。物联网的应用通常具有数据量小、设备数量多、分布分散的特点,因此覆盖是一个非常重要的因素。覆盖面积越大,需要的基站越少,基站和部署的成本和难度都会大大降低。你可以算算假设300元的蓝牙基站可以覆盖50米,5000元的LoRa基站可以覆盖3000米,那么如果你想要的话,需要用多少个蓝牙基站覆盖3000米的范围?什么是部署成本?(注:这只是从覆盖范围做出的假设,不会只考虑一个因素)从上面可以看出LoRa、NB-IOT、ZETA的覆盖范围都是几十公里.ZigBee和蓝牙都在100米以内。如果你的应用场景需要覆盖面广作为硬性指标,那后两者就不用考虑了。从上图可以看出,通信频段越低,覆盖范围越大。这主要是因为频段越低,在空气和物体中传播时衰减越小,反之亦然。2.通信速率通信速率是节点或网关在一定时间内可以传输的数据量。假设一个网关的通信速率是10kbps(1280字节),一个传感器的数据是8字节。也就是说,这个网关或节点每秒最多可以发送和接收1280字节/8字节=160个传感器的数据。当然,这只是一个理论值,实际会受到避免数据冲突、数据传递等因素的影响。通信速率与网关的通道数有关,通道数越多,速率越高。对于常用的通信技术来说,速率越高越好。但是在物联网行业本身,并没有特别大的数据量需要传输。因此,在考虑通信速率时,主要考虑的是一个区域内有多少台设备?会有多大?并发数据量?什么样的通信技术网关可以承载这些号码,所以要选择合适的通信技术,并保留一定的冗余度。3.通信频段频段是指电磁波的频率范围,单位为赫兹。我们常说的2.4G或5GWIFI,其实指的是频段。无线电频段有两种类型:免许可和免许可。比如WIFI的2.4G和5G,LoRa在国内使用的470~510MHz都是免牌照频段,我们可以直接免费使用。还有一些频段是国家管控的,需要向国家申请才能使用。因此,我们在选择频段时,需要考虑该频段是否需要授权。如果是非授权频段,我们还需要测试该频段是否拥挤?以及如何处理同频段的干扰问题。无线电的频段越高,数据传输速率就越高,当然功耗也会相应增加。物联网行业的很多设备通常数据量都比较小,而且都是靠电池供电,所以需要尽可能的降低设备的功耗。比如WiFi这种大功率通信技术,使用场景非常有限,通常只用在小范围内的有源设备上。4、运营商网络和专网运营商网络是指由中国联通、中国移动、中国电信等公司建设的通信网络。此类网络的网关由运营商搭建,无法通过此类网络实现本地设备的局域网通信,无法实现本地多数据源的边缘计算。运营商网络覆盖面积大,信号稳定,用户接入后可立即使用。当然,通讯费是需要交的。第一张图中,除了4G和NB-IOT是运营商网络外,LoRa、WiFi、Zigbee、蓝牙、ZETA、RFID等技术都可以构建私有局域网。此类网络需要用户搭建网关网络。与运营商网络相比,这类网络不需要通信费用,还可以利用其局域网特性实现本地多数据源的边缘计算。但基站部署和维护成本较高,需要根据业务场景考虑哪种组网方式更合适。对于数据量小、设备分散、不固定的共享单车等应用场景,最适合使用运营商的网络,但如果是站点固定、设备集中或数据源多、规模大的边缘计算场景数据量大,那么搭建专网比较合适,这样会节省大量的通信成本,数据响应速度也会更快。5.功耗功耗一直是物联网行业的一个权衡和头痛问题。除了上面提到的频段越高,传输速率越高,能耗越高,还有一个影响功耗的因素就是通信协议。.WIFI等通信协议相对复杂,会保持长期连接,因此耗电量较大。LoRa、ZigBee、NB-IOT等技术的通信协议有简单报文长度和短报文长度,有多种工作模式。可根据应用场景调整工作模式,达到降低功耗的目的。6.Single-hop&multi-hopcommunication单跳通信方式为节点-网关-云,即节点数据通过网关直接上云,网关之间不能路由转发。这样,单个网关的信号范围就是它可以使用的范围。如果要覆盖更大或更远的范围,只能增加网关,但每个网关都需要连接以太网才能将数据发送到云端,所以网关的组网成本和复杂度高,而且地方部署网关的地方必须有供电和网络覆盖。多跳通信方式是节点-网关-中继-云架构,即数据可以在网关和中继之间进行路由,最后通过一个网关将多个中继终端的数据上传到云端。这种多跳方式可以通过增加中继覆盖更大或更远的范围,只需要一个网关就可以具备将数据上传到云端的能力。这样中继设备只需要有电源,甚至可以用电池供电,部署成本和难度都会大大降低。这种方式最适合的应用场景是高压线的通信等大范围、小数据量的应用,因为一般的高压基站都是假设在开阔的田野或者山区,并且相互连接起来比较麻烦。对于通信来说,只要一个网关可以连接到云端,就??可以带动多个网关的数据上云。LoRa等通信是单跳通信,而ZETA、ZigBee、WIFI、蓝牙等通信是多跳通信。在使用多跳通信时需要注意的是,云网关的通信速率直接限制了云网关通过它的总通信速率。通信技术作为物联网产业的核心环节,不可替代,是承前启后的纽带。向上可以连接传感器等产品,向下可以连接终端产品和行业应用。因此,有必要了解如何选择物联网的通信技术。
