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        物联网连接选项:跨行业需求

        2020-04-02 19:35:39  来源:物联之家

        摘要:随着物联网连接选项的增加,需要了解哪种技术最适合哪些行业和您的业务。
        关键词: 物联网
         
        物联网是一个庞大的设备生态系统,可以无缝通信。连接性是物联网难题中的关键部分。目前市场上有30多种物联网连接技术??悸堑较钟醒∠畹牟欢涎荼浜托卵∠畹牟欢戏⒄?,人们很容易在选择中迷失方向。
         
        那么,如何为特定项目选择最佳的连接解决方案?根据我们的经验,您应该考虑的关键标准是带宽、范围和功耗。麦肯锡表示,物联网社区正试图创造一种解决方案,将高带宽(用于远距离传输大量数据)和低功耗完美结合起来。但是,由于还没有人找到金蛋,因此仍然没有一种协议可以支持所有用例。然而,对于特定行业,一些连接性解决方案比其他解决方案更为典型,因此我们可以根据典型用例对连接性技术进行分组。
         
        今天的连接性
         
        今天有无数的连接选项,其中以太网以及各种短程和远程连接技术是主流。所有这些都被用于特定行业,并在不同的环境条件下发挥作用。这里有一些如何以及在哪里使用它们的想法。
         
        ▲以太网
         
        以太网提供了一种快速、可靠和安全的方式将东西连接到互联网。它通常用于建筑自动化、智能家居和工业用例。一般来说,它在同一网络中包含多个节点的系统中效果最佳。
         
        为了充分利用以太网,节点必须尽可能靠近路由器。即使您在短距离应用中使用以太网来维持家庭和建筑自动化,以太网布线也可能会变得过于庞大,难以隐藏和管理。线缆可能是一个重大挑战。为了使以太网成为一种可行的选择,建筑物必须设计以太网。
         
        ▲短程连接技术
         
        短程连接技术为软件开发人员提供了另一种将设备连接到互联网的方式。最流行的短程技术是Wi-Fi、蓝牙和网状网络技术。
         
        对于需要大量数据的用例,Wi-Fi是一个很好的选择。它提供卓越的吞吐量,非常适合建筑环境,有助于家庭自动化,并有助于建筑能源管理。在这些方面,Wi-Fi比蓝牙更受欢迎的关键原因是它比蓝牙快20到30倍。
         
        Wi-Fi无线网络可以成功连接到10米范围内的设备,并且能够穿越墙壁等障碍物。然而,Wi-Fi的缺点是耗电量大,这可能会导致物联网应用出现问题。
         
        蓝牙支持连续传输大量数据,这也是它在消费电子领域受欢迎的原因。作为领先的移动连接解决方案之一,蓝牙旨在满足低功耗物联网设备的需求,是可穿戴设备、健身跟踪器和信标的完美选择。蓝牙在突发性地传输小数据包的设备中运行完美。除了低功耗之外,蓝牙的主要优势之一是它在智能手机和其他移动设备中的可用性。
         
        网状技术(Z-Wave和Zigbee)通常用于智能照明、安全系统、暖通空调系统和远程控制。这些连接性协议利用一个由互连节点组成的系统,在短程到中程距离上传送小数据包。
         
        Zigbee因其安全性、可扩展性、灵活性和低功耗而被用于物联网应用。与蓝牙相比,Zigbee的集成成本更低。不过,Zigbee的一个缺点是,它与笔记本电脑和智能手机等设备不兼容。
         
        使用Zigbee协议的设备需要连接到网络集线器。而低数据速度(最大250 Kbps)是该协议的另一个问题。
         
        Z-Wave是一种能耗很小的通信协议,并且专用于家庭自动化。虽然Z-Wave比Zigbee慢六倍,但它可以用更少的能耗覆盖同样的距离。
         
        ▲远程连接技术
         
        远程连接技术可覆盖长距离。有两种典型的远程协议:LoRa和Sigfox。
         
        LoRa经常被用于大型物联网项目,比如智能建筑、智慧城市和智慧农业。这个协议使得远距离通信成为可能,通讯距离大于10公里,从而解决了功耗和传输距离不能兼得的难题。
         
        LoRa芯片组服务于全球许多物联网网络。它是为数不多的能够解决能源管理、自然资源减少、污染控制、基础设施效率、灾难预防和其他领域挑战的物联网连接选项之一。
         
        Sigfox提供了一个网络,用于连接发送少量数据的低功耗物联网设备。它具有高能效和可扩展性,允许数以百万计的电池供电设备连接到50公里的地方。合适的用例包括智能仪表、安全设备、环境传感器和智能路灯等。
         
        Sigfox之所以有效,是因为其超窄带技术使用了称为二进制相移键控(BPSK)的无线电传输方法。Sigfox分两步对数据进行编码:首先,它占用非常窄的频谱块;其次,它改变了载波无线电波的相位。这样,接收机只能收听一小段频谱,以减轻噪音的影响。要管理网络,您只需要廉价的终端无线电和可确保更好通信的基站即可。
         
        明天的连接性
         
        谈到未来的连接性和先进的网络,必须提到5G和近地轨道卫星,它们承诺更大的带宽、更低的功耗和传输更多数据的能力。
         
        ▲5G
         
        5G是一个理想的解决方案,适用于需要大量带宽的应用和大型机器类通信。第五代无线技术(5G)将能够在一个网络中连接大量传感器和智能设备。随着物联网解决方案变得越来越复杂,产生的数据越来越多,对带宽的需求将会越来越大,而5G将会面临这一挑战。5G有望将智能机器统一到这样一个环境中:在这种环境中,设备之间可以在更长的距离和更短的时间内实现信息的无缝流动。5G降低了功耗要求,延长了电池寿命。
         
        ▲近地轨道卫星
         
        与大型地球同步卫星相比,集群式近地轨道卫星是连接偏远地区的更好选择。尽管地球同步卫星仍有其用途,但其可靠性较低、响应速度较低,而且成本高昂。像SpaceX、OneWeb等公司正在奋起迎接挑战,开发小型、近地球轨道卫星,这些卫星可以在任何地方运行,并以集群形式部署。根据德勤洞察,除了为农村和偏远社区提供互联网接入之外,近轨道卫星还可以成为能源、采矿、交通、甚至在偏远地区运营的金融等行业必不可少的网络基础设施工具。
         
        总结
         
        虽然当今的连接选项无法完全跟上行业趋势,但这也为明天的连接打开了改进的空间。在公司设计其物联网战略时,他们必须对变化持开放态度,以满足新的连接标准和客户偏好。他们还应研究新的业务模式,因为物联网连接性的发展可能会带来一些令人惊讶的机会。


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