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零散的物联网连接格局一览

时间:2023-03-21 11:33:10 科技观察

虽然物联网用例比比皆是,部署也在迅速增长,但技术领域仍然会让新来者不知所措。本文概述了无线连接协议及其各自的优缺点和推荐的应用领域。不断扩大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并降低运营费用,同时改善为其成员提供的服务。物联网通过实施互联解决方案推动各种垂直行业的发展,包括公用事业、互联车辆、农业、医疗保健、交通运输以及企业和家庭安全。物联网也在推动创新的新机遇——在解决问题的同时促进全球经济和环境的变化。物联网在过去几年的发展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《物联网支出指南》预测,2020-2024年全球物联网的复合年增长率(CAGR)为预测期内为11.3%。无线物联网连接选项在连接设备方面,网络技术格局仍然复杂且分散,没有一种通用的协议可以解决所有物联网用例。每个连接选项都需要在功耗、带宽和范围之间进行权衡,如下图所示:垂直市场用例??计划部署。为了帮助理解这个连接难题,这里概述了前六大无线类别,详细说明了它们独特的优势/劣势、功耗、范围和带宽功能。短程解决方案以下三种物联网连接选项可短距离传输数据——通常是在收集数据的“事物”与处理数据的集线器或网关之间,或通过互联网将数据发送到另一个(通常是云)平台进行处理他们之间的距离不到150米。Wi-Fi虽然对于在企业和家庭环境中提供高吞吐量数据传输至关重要,但在物联网领域的覆盖范围、可扩展性和功耗方面存在局限性。对于消费者来说,它主要用于插入电源插座并直接连接到互联网的智能家居小工具、电器和安全摄像头。Wi-Fi非常适合办公环境和智能工厂,在这些环境中,监控生产效率的传感器会频繁发送数据,但会在相对较小的物理范围内发送数据。虽然它在技术上适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部门通常不允许在其网络上使用物联网设备。蓝牙/BLE与Wi-Fi一样,蓝牙技术持续发送数据,但工作范围较短(通常小于10米)。蓝牙最初设计用于消费设备之间的点对点或点对多点数据交换。针对功耗进行了优化的低功耗蓝牙(BLE)后来被引入小型消费物联网应用,例如健身和医疗可穿戴设备、智能家居设备和信标。通常,数据可以通过智能手机轻松传输和可视化。网状网络(Zigbee、Z-Wave、Thread)使用网状拓扑部署这些解决方案,通过在分布在附近的多个无线传感器节点之间中继传感器数据来扩展覆盖范围。受电节点合作分发数据。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)下效果最佳。网状网络最常用于智能家居或智能建筑空间的无线控制和监控应用,例如连接照明、HVAC控制、烟雾和二氧化碳探测器、安全和能源管理。远程解决方案低功耗广域网(LPWAN)是任何允许远程通信(从网关设备到端点的信号范围至少为500米)的网络的总称。它们最适合发送少量不频繁、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、占用检测和供应监控。LPWAN连接分为两类:未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联盟制定和维护的长期LPWAN规范,LoRa联盟是一家在全球拥有500多家成员公司的非营利组织。LoRaWAN架构利用网关在终端设备和中央网络服务器之间中继消息。它可以作为专用网络部署,也可以通过集成商作为公共网络提供。虽然基于开放标准,但来自不同制造商的LoRa设备依赖于美国公司Semtech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启动和维护自己的网络,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。由于价格较低,非蜂窝免许可频段技术可能会为某些组织提供比以下蜂窝选项更好的服务。然而,这些LPWAN通常比标准许可的蜂窝技术更慢且更不可靠。顺便说一句,术语“蜂窝”指的是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;这些土地区域称为“细胞”。