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如何选择物联网协议?

时间:2023-03-15 09:00:57 科技观察

选择正确的物联网协议对您的企业物联网项目来说意义重大。第一个非官方的物联网(IoT)设备卡内基梅隆苏打水分配器于1982年问世至今已有30多年。该设备经过修改,可以向一群希望感冒的大学生报告其饮料水平可口可乐,但经常到汽水机前发现它没有了。几十年过去了,物联网还没有走出发展阶段,也没有达到我们所期待的大规模潜力。但这即将改变。在过去10年中,物联网技术变得更具成本效益。这些设备本身成本更低、能效更高、体积更小,并且不断优化以填补物联网架构中的特定角色,从而创造新的业务成果。在接下来的20年里,我们可以将多达一万亿台设备连接到互联网。我们连接的设备越多,我们发现并通过物联网实现业务改进的机会就越多。现在所需的技术已接近成熟,功能性物联网实施正在逐渐增加。一波物联网服务和系统已经开始涌入市场,其架构、功能集和应用程序种类繁多。虽然在投资IoT硬件或完整的IoT解决方案时需要考虑许多因素,了解IoT传感器可用的协议以及具有前瞻性思维的业务决策者如何做出最佳协议选择,无论是现在还是未来以后很关键。如何选择物联网(IoT)协议IoT协议是IoT系统中节点使用的网络语言,对于部署的整体可行性至关重要。该协议规定了物联网解决方案通信的范围、格式和复杂性,并在确定成本和功能方面发挥着重要作用。因此,如果您有兴趣部署自己的物联网,您如何选择正确的协议——适合您的需求和规模的协议?这里有两个主要因素需要考虑:电源:传感器是否需要电池供电数天、数月或数年?他们需要多久报告一次?是否考虑一次性设备,或者是否可以更换或充电电池?连通性:通信需要覆盖多远,每条消息需要发送多少数据?网络提供商能否保证您的连接需求?如果对物联网部署的需求与现实世界的用例有关,这通常会表明他们应该考虑哪些协议以及预期成本。最小和要求最低的物联网设置——用于连接的家庭或办公室——可以在普通的Wi-Fi网络上运行,所有组件持续供电。短程网络的其他选项是Zigbee、Z-Wave和蓝牙。每种方法在功耗、范围和成本方面都有不同的优点和缺点。对于农场、校园或城市等需要少量数据传输的较大区域,独立的低功耗广域网(LPWAN)是完美的解决方案——LoRaWAN和SigFox是两种最流行的LPWAN。当谈到覆盖区域和跨境时,NB-IoT或Cat-M等蜂窝协议似乎更实用。让我们看一下LPWAN和蜂窝物联网部署的具体示例,以帮助了解哪些选项有助于未来物联网的优势和增长。使用LPWAN运行优化的区域网络如果您管理大型项目,例如建筑项目、炼油厂或任何需要在大范围内跟踪人员、设备和危险情况的类似操作,您可能已经考虑启动自己的物联网部署.也许你经营一家工厂或仓库;也许您负责管理牧场或其他农业区;也许您维护着一所大型学校或政府公园。在所有这些行业中,物联网似乎有望产生持久的业务影响——创建更高效??的流程、节省资金并产生新的收入。LPWAN通常对于连接大于单个小型建筑物的区域的网络最有意义。如果您部署像LoRaWAN这样的LPWAN而不是连接到蜂窝物联网,您很可能会支付相同或更少的费用,并且您的部署中将包含更多元素。虽然成本效益模型会因您的业务模型而异,但LPWAN通常会为您提供覆盖所需区域的专用区域网络:您拥有所有设备、网络和通过网络传输的数据。如果您构建自己的LPWAN,您将负责监控、支持、维护和修复任何故障,您还必须确定如何保护您的网络。出于这些原因,强烈建议您部署包含整个解决方案的LPWAN。这意味着拥有由一家公司创建的传感器、网关、云和应用程序,而不是零散组装。美妙之处在于,一切都是预先集成的,旨在安全地协同工作,您将始终知道在需要支持和维护时该给谁打电话。另一个显着区别是,与蜂窝数据包不同,LPWAN传输并不总是等待接收确认。这可能是一种好处,也可能是一种负担:您可以在没有确认的情况下在系统上获得更多流量,但有时您会由于网络拥塞而丢失数据。两种最流行的LPWAN协议是LoRaWAN和SigFox。其中,LoRaWAN和LoRa技术近年增长最快,未来5年增长潜力巨大。但这并没有低估SigFox,它主要在欧洲启动并运行,并且每台设备的功耗低于LoRaWAN。SigFox还具有比LoRaWAN更小的数据有效载荷,从而实现更低的功耗,但也限制了SigFox用户使用LoRa技术必须提供的某些行业和关键功能,例如对执行器和现场更新的支持。LoRa和LoRaWAN的最简单说明是它们的广泛支持、多功能性和承诺。超过500家领先的科技公司加入了LoRa联盟。LoRa技术不断发展以满足不断变化的物联网方法和新的应用实例。利用蜂窝协议利用远程物联网灾难或环境监测需要分析来自跨区域传感器和数据源的信息;也许您经营一家租赁公司,并使用一种方法在不可预测的广阔空间内密切跟踪您的设备和车辆。对于那些在广阔的地理区域或无法合法建立网关的地方运营,蜂窝协议将是首选。虽然其他技术可能会出现并在仍在发展的市场中占据一席之地,但似乎拥有最大市场份额的两种协议是CAT-M和NB-IOT。在这两者中,窄带物联网(NB-IoT)的电池效率更高,并且可能以更低的订阅价格提供。它提供低功耗通信和更接近LoRa配置文件的数据大小,为希望涵盖LPWAN和蜂窝用例的物联网提供商简化跨传感器兼容性。相比之下,Cat-M将允许更高的数据速率和低延迟通信,如果用户需要从他或她的IoT设备收集大型文件或将大型更新推送到IoT端点,这可能是至关重要的。Cat-M将允许低质量语音,并将更多地用于真正的实时应用,例如智能汽车。蜂窝物联网协议提供了一种在区域、国家甚至大陆范围内利用物联网数据的方法,无需预先建立网关来创建覆盖区域。相反,供应商现有的基站可用于传输物联网数据。这也意味着您的物联网将具有与蜂窝网络相同的盲点,如果网络连接中断(出于维护、订阅限制、紧急情况或其他原因),您的物联网也会如此。尽管如此,部署的便利性和范围通常超过了依赖蜂窝提供商的成本和限制。NB-IoT和Cat-M协议的普及程度还有待观察。两者的推出都相对较新且不断增长,两者的可用性在很大程度上更取决于蜂窝提供商的计划。最终,NB-IoT的低功耗通信将以合理的成本受到大多数人的青睐,并最终使其他蜂窝协议相形见绌。然而,LPWAN和LoRaWAN将继续存在,特别是对于想要覆盖大面积区域或拥有专有网络的公司而言。也许我们会看到更多的物联网公司转向与协议无关的模型,您不必选择通过特定协议部署哪个物联网解决方案。您的传感器可以支持多种协议。当您考虑部署IoT并着眼于未来的兼容性时,请注意您可以考虑哪些协议,并选择一个对您的规模、功率和连接需求以及技术的未来更有意义的协议。