我们将描述具体的物联网应用场景，并根据每种应用类型的最关键特征比较各种无线技术。本文将介绍状态监测的应用场景。什么是状态监测？为什么要部署状态监控？状态监测的基本原理是持续监测机器或设备的运行状态，以预测它们可能因设备的一个或多个状态参数而发生的时间。由于重大变化而失败。这通常被称为预测性维护。如果仔细执行以下操作，状态监测只能检测随时间发展的异常变化和趋势：选择要监测的机器参数定期测量参数选择测量间隔状态监测通常用于机械旋转设备，例如压缩机、泵、电机等。状态监测最常用于工业、制造、智能建筑和交通运输。最常监测的参数包括温度、湿度、振动、压力（流体或其他泄漏）、电流和电压（随着设备老化而变化）。并非所有机器都需要持续监测关键参数，通常只是偶尔测量参数。监控操作通常取决于所涉及设备的类型和关键程度。监控还需要关注与关键组件相关的特定故障模式，因为故障通常发生在单个组件中。预测性维护的好处包括：避免机器停机，从而提高生产率并节省更多成本及早发现潜在故障并在它们发展为严重故障之前修复它们仅在必要时进行维护，而不是每隔一段时间进行维护（无论是否需要）维护时间准确检测故障原因和提高维护效率无线技术在状态监测中需要的最重要的特性用于状态监测的无线技术必须具备一些关键特性。我们的系列文章将重点介绍无线技术在各种应用场景中必须具备的最重要特性。当用于状态监测时，最重要的特性是可靠性、延迟、距离和功耗。下面我们将详细描述这些特性，并解释为什么它们对状态监测至关重要。可靠性无线网络的可靠性在状态监测应用中非常重要。通过不可靠的网络传输传感器数据点弊大于利，尤其是对于时间关键型应用。无线网络在协议级别、设计级别和实现级别使用各种技术来提高可靠性。最常见的技术包括：发生错误时的数据重传，这依赖于跟踪数据包发送和接收的顺序错误检测和纠正（例如数据冗余、前向纠错技术等）提高发射机发射功率改进接收机灵敏度用于接收器的多个天线跳频以避免噪声信道无线网络技术的创建重点各不相同，其中一些更侧重于可靠性和稳健性。因此，在选择无线网络技术时，仔细考虑可靠性参数并深入了解使用哪些机制来实现系统所需的可靠性水平非常重要。延迟在监控组件的健康状况时，不仅必须准确测量相关参数，还必须及时提供这些测量值，否则会发生延迟。在这种情况下，延迟是指数据包在无线网络中从一个节点传输到另一个节点所花费的时间。此外，延迟对于需要在不同设备上同步不同传感器测量的应用程序至关重要。延迟通常以毫秒为单位测量，在无线网络中，延迟通常不是固定值，而是取决于网络配置和参数选择。为了实现低延迟，往往只能牺牲功耗。因此，应谨慎选择影响延迟的参数，平衡延迟与低功耗，尤其是对于电池供电的设备。此外，传输的数据包大小会对延迟产生很大影响，因此减小数据包大小可以降低延迟值。距离距离的定义是发射端和接收端之间能够保持稳定通信和最小丢包的最大距离。距离对于覆盖工厂等大空间的状态监测应用至关重要。无线网络的最大距离主要取决于以下因素：发射功率接收器的灵敏度网络周围的环境条件（例如湿度、人体、固定障碍物以及工作在同一频谱上的其他射频信号产生的噪声）节点网状网络的个数和间距需要注意的是，一般都有规定限制设备的发射功率输出，具体限制取决于所在国家和地区。为了限制功耗，低功耗无线规范通常还规定了最大传输功率。功耗在大多数状态监测应用中，出于成本考虑，实施者不愿意将现有设备替换为内置无线传感器的新设备，而是对设备进行改造，然后在售后通过安装无线传感器设备来测量关键参数。由于难以将传感器安装或固定到组件上，这些设备通常依靠电池供电。因此，必须仔细考虑功耗这一关键参数。影响功耗的因素包括：数据传输频率（无线电准时）、数据传输量（无线电准时）、发射功率、周围环境及其对数据重传的影响，以及一些网络参数配置。由于无线电通常在芯片组部分消耗最多的功率（无线电开启的时间越长，设备的功耗越高），因此低功耗无线技术通常适用于低占空比数据应用。状态监测无线技术比较基于上述可靠性、延迟、距离和功耗四个特性，哪种无线技术最适合状态监测应用？以下无线技术最适合状态监测应用：基于IEEE802.15.4（Thread、Zigbee）的低功耗蓝牙技术Wi-FiLPWAN技术（蜂窝和非蜂窝）：LoRaWAN、LTE-M、NB-IoT这两项技术除了WirelessHART和ISA100.11a外，还有一些部分是基于IEEE802.15.4标准。WirelessHART无线协议最初是作为多供应商互操作性标准开发的。该协议专为工业场景设计，支持时间同步、自愈的网状架构。ISA100.11a还专注于自动化和控制环境，并支持网状拓扑结构。下表根据列出的关键特征比较了最常见的技术：扩展讨论重要的是要注意状态监测应用程序分为多个用例，并且每个用例的适当技术可能不同。例如，对于需要高带宽和大数据传输的应用程序，Wi-Fi比其他列出的技术更适合。LTE-M也适用于此类应用，其他技术未必能满足此类应用的需求。对于低带宽和需要远程部署的应用，如户外和农村地区，LPWAN技术是最合适的。最后，除了这些不太常见的状态监测用例之外，低功耗蓝牙还提供了最高的灵活性以及功率、延迟、可靠性和范围之间的良好平衡，以满足大多数应用的需求。
