物(wù)聯網中有哪些常見的(de)無線技術?
2020-3-19新聞
物(wù)聯網是在計算(suàn)機互聯網的(de)基礎上,利用(yòng)RFID、無線數據通(tōng)信等技術,構造一個(gè)覆蓋世界上萬事萬物(wù)的(de)“Internet of Things”。在這(zhè)個(gè)網絡中,物(wù)品(商品)能夠彼此進行“交流”,而無需人(rén)的(de)幹預。其實質是利用(yòng)射頻(pín)自動識别(RFID)技術,通(tōng)過計算(suàn)機互聯網實現物(wù)品(商品)的(de)自動識别和(hé)信息的(de)互聯與共享。
物(wù)聯網(IoT)始于網絡連接,但由于物(wù)聯網是一個(gè)廣泛多(duō)樣的(de)領域,所以肯定無法找到一個(gè)一刀(dāo)切的(de)通(tōng)信解決方案。在本文中,我們将介紹六種最常見的(de)物(wù)聯網無線技術。
一、低功耗廣域網(LPWAN)
低功耗廣域網是物(wù)聯網中的(de)新現象。該系列技術通(tōng)過使用(yòng)小型的(de)、廉價的(de)電池提供長(cháng)達數年的(de)遠(yuǎn)程通(tōng)信服務,旨在支持遍布工業、商業和(hé)校園的(de)大(dà)規模物(wù)聯網應用(yòng)。
低功耗廣域網幾乎可(kě)以連接所有類型的(de)物(wù)聯網傳感器,促進了(le)從遠(yuǎn)程監控、智能計量和(hé)工人(rén)安全到建築物(wù)控制和(hé)設施管理(lǐ)的(de)衆多(duō)應用(yòng)。盡管如此,低功耗廣域網隻能以低速率發送小塊數據,因此更适合于不需要高(gāo)帶寬且不具有時(shí)間敏感性的(de)用(yòng)例。
此外,同樣,并非所有低功耗廣域網都是一樣的(de)。如今,存在許可(kě)低功耗廣域網技術(NB-IoT、LTE-M)和(hé)未經許可(kě)低功耗廣域網技術(例如MIOTY、LoRa、Sigfox等)。這(zhè)些技術在關鍵網絡因素中的(de)表現程度各不相同,例如,功耗是基于蜂窩的(de)許可(kě)低功耗廣域網的(de)主要問題,而服務質量和(hé)可(kě)擴展性卻是在采用(yòng)未經許可(kě)技術時(shí)要考慮的(de)主要問題。此外,如果您想确保長(cháng)期的(de)可(kě)靠性、安全性和(hé)互操作性,标準化(huà)則是另一個(gè)需要考慮的(de)重要因素。
二、蜂窩移動(3G/4G/5G)
蜂窩移動網絡在消費者市場(chǎng)中根深蒂固,提供了(le)可(kě)靠的(de)寬帶通(tōng)信,并支持各種語音(yīn)呼叫和(hé)流視頻(pín)應用(yòng)。不利的(de)一面是,它們會帶來(lái)非常高(gāo)的(de)運營成本和(hé)電力需求。
雖然蜂窩移動網絡不适用(yòng)于大(dà)多(duō)數由電池供電的(de)傳感器物(wù)聯網應用(yòng),但它們卻非常适合特定的(de)使用(yòng)情形,例如交通(tōng)和(hé)物(wù)流中的(de)聯網汽車或車隊管理(lǐ)。此外,像車載信息娛樂(yuè)系統、交通(tōng)路線、高(gāo)級駕駛輔助系統(ADAS)以及車隊遠(yuǎn)程信息處理(lǐ)和(hé)跟蹤服務都可(kě)以依靠無處不在的(de)高(gāo)帶寬蜂窩移動網絡。
具有高(gāo)速和(hé)超低延遲的(de)下(xià)一代移動網絡5G将成爲自動駕駛汽車和(hé)增強現實(VR)的(de)未來(lái)。預計5G還(hái)将實現用(yòng)于公共安全的(de)實時(shí)視頻(pín)監控、用(yòng)于互聯健康的(de)醫療數據集的(de)實時(shí)移動傳輸,以及一些對(duì)時(shí)間敏感的(de)工業自動化(huà)應用(yòng)。
三、Zigbee和(hé)其他(tā)網狀協議(yì)
Zigbee是一種短距離、低功耗無線技術(IEEE 802.15.4),通(tōng)常部署在網狀拓撲中,以通(tōng)過在多(duō)個(gè)傳感器節點上中繼傳感器數據來(lái)擴展覆蓋範圍。與低功耗廣域網相比,zigbee提供了(le)更高(gāo)的(de)數據速率,但同時(shí)由于網格配置而降低了(le)能耗效率。
由于它們的(de)物(wù)理(lǐ)距離短(《100m),Zigbee和(hé)類似的(de)網狀協議(yì)(例如Z-Wave、Thread等)最适合節點分(fēn)布均勻且非常接近的(de)中程物(wù)聯網應用(yòng)。通(tōng)常,Zigbee是WI-FI的(de)完美(měi)補充,适用(yòng)于智能照(zhào)明(míng)、暖通(tōng)空調控制、安全和(hé)能源管理(lǐ)等各種家庭自動化(huà)應用(yòng)。
在低功耗廣域網出現之前,網狀網絡還(hái)在工業環境中實施,支持多(duō)種遠(yuǎn)程監控解決方案。然而,對(duì)于許多(duō)在地理(lǐ)上分(fēn)散的(de)工業設施來(lái)說,它們遠(yuǎn)不是理(lǐ)想的(de)選擇,而且它們的(de)理(lǐ)論可(kě)擴展性經常受到日益複雜(zá)的(de)網絡設置和(hé)管理(lǐ)的(de)限制。
四、藍牙和(hé)BLE
藍牙屬于個(gè)人(rén)無線網絡的(de)範疇,是一種在消費者市場(chǎng)中定位良好的(de)短距離通(tōng)信技術。新的(de)藍牙低能耗,由于其低功耗特性,進一步優化(huà)了(le)消費者物(wù)聯網應用(yòng)。
支持BLE的(de)設備主要與電子設備(通(tōng)常是智能手機)結合使用(yòng),這(zhè)些設備充當向雲傳輸數據的(de)樞紐。如今,BLE廣泛集成在健身和(hé)醫療可(kě)穿戴設備(如智能手表、血糖儀、脈搏血氧計等)以及智能家居設備(如門鎖)中,通(tōng)過這(zhè)些設備,可(kě)以方便地将數據傳輸到智能手機并在智能手機上可(kě)視化(huà)。在零售環境中,BLE可(kě)以與信标技術相結合,以增強店(diàn)内導航、個(gè)性化(huà)促銷和(hé)内容交付等客戶服務。
五、Wi-Fi與Wi-Fi HaLow
鑒于Wi-Fi 在企業和(hé)家庭環境中的(de)廣泛應用(yòng),實際上無需再解釋它(IEEE 802.11a/b/g/n)。但是,在物(wù)聯網世界,Wi-Fi的(de)作用(yòng)卻沒那麽重要。
除了(le)數字标牌和(hé)室内監控攝像頭等少數應用(yòng)之外,Wi-Fi并不是連接物(wù)聯網終端設備的(de)可(kě)行解決方案,因爲它在覆蓋範圍、可(kě)擴展性和(hé)功耗方面存在重大(dà)限制。(來(lái)源物(wù)聯之家網)相反,該技術可(kě)以作爲後端網絡,将聚合數據從中央物(wù)聯網中心傳輸到雲,特别是在智能家居中。嚴重的(de)安全問題常常阻礙它在工業和(hé)商業用(yòng)例中的(de)應用(yòng)。
WI-FI的(de)一個(gè)新的(de)、不太爲人(rén)知的(de)衍生産品——Wi-Fi HaLow(IEEE 802.11 ah)——在範圍和(hé)能效方面帶來(lái)了(le)顯著的(de)改進,可(kě)滿足更廣泛的(de)物(wù)聯網用(yòng)例。盡管如此,到目前爲止,該技術幾乎沒有受到任何關注和(hé)業界支持,部分(fēn)原因在于其低安全性。HaLow還(hái)工作在僅在美(měi)國可(kě)用(yòng)的(de)900 MHz頻(pín)段上,這(zhè)使得(de)它遠(yuǎn)離全球解決方案。
六、RFID
射頻(pín)識别(RFID)使用(yòng)無線電波在很短的(de)距離内将少量數據從射頻(pín)識别标簽傳輸到閱讀器。迄今爲止,這(zhè)項技術推動了(le)零售業和(hé)物(wù)流領域的(de)重大(dà)革命。
通(tōng)過在各種産品和(hé)設備上貼上射頻(pín)識别标簽,企業可(kě)以實時(shí)跟蹤其庫存和(hé)資産,從而實現更好的(de)庫存和(hé)生産計劃以及優化(huà)的(de)供應鏈管理(lǐ)。随著(zhe)物(wù)聯網應用(yòng)的(de)不斷增加,射頻(pín)識别繼續鞏固其在零售業中的(de)地位,進而使智能貨架、自助結賬和(hé)智能鏡子等物(wù)聯網應用(yòng)成爲可(kě)能。
綜上所述,每個(gè)物(wù)聯網垂直領域和(hé)應用(yòng)程序都有自己獨特的(de)網絡需求。爲您的(de)物(wù)聯網用(yòng)例選擇優質的(de)無線技術意味著(zhe)要在範圍、帶寬、服務質量、安全性、功耗和(hé)網絡管理(lǐ)方面準确地權衡标準。