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物联网如何工作之第2部分:网络连接

2019-06-12 14:01:15  来源:物联之家网

摘要:在上一篇文章“物联网如何工作——第1部分:传感器”中,我们学习了如何在物联网应用中收集数据。下一步是将数据发送到基于云的服务平台进行处理。那么它是如何到达那里的?
关键词: 物联网
  接上篇:《物联网如何工作——第1部分:传感器》
 
  本文是“物联网如何工作”系列的第二部分,我们将以简单易懂的方式介绍物联网的关键要素。
 
  物联网解决方案由四个基本要素组成:
 
  • 传感器
 
  • 网络连接
 
  • 数据处理
 
  • 用户界面
 
  在上一篇文章“物联网如何工作——第1部分:传感器”中,我们学习了如何在物联网应用中收集数据。下一步是将数据发送到基于云的服务平台进行处理。那么它是如何到达那里的?
 
  在本文中,我们将集中讨论列表中的第二个要素:网络连接。
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  什么是网络连接?
 
  网络连接是物联网难题的一部分,它使“事物”能够相互交流和交换数据。网络连接可以通过有线或无线网络实现。然而,有线网络不适合大多数物联网应用,因为其覆盖范围仅限于网线可到达的区域。大多数物联网应用需要更大的覆盖范围,因此我们将在本文中集中讨论无线网络连接。
 
  物联网连接选项
 
  物联网有许多网络连接选项,如蜂窝移动、卫星、Wi-Fi、低功耗广域网(LPWAN)和蓝牙。
 
  选择网络连接选项时,有许多因素需要考虑:覆盖范围(可以发送数据的最大距离)、带宽(可以发送多少数据)、功耗(电池续航时间)、成本、可靠性和可用性等。
 
  最佳网络连接选项将具有大范围、高带宽、低成本和低功耗。不幸的是,这种连接技术还不存在,例如,增加覆盖范围往往会增加功耗,而增加带宽通常会增加成本。
 
  让我们来看看物联网最常用的一些网络连接选项。在文章的结尾,您可以看到一个非常简单的表格来比较和总结这些选项。
 
  低功耗广域网 (LPWAN)
 
  低功耗广域网(LPWAN),如Lora和Sigfox,相对较新的,只有少数国家拥有全国范围的低功耗广域网。据麦肯锡称,在2017年,低功耗广域网覆盖了全球20%的人口。此外,麦肯锡预计,到2022年,低功耗广域网将覆盖全球100%的人口。
 
  很明显,低功耗广域网(LPWAN)有两个重要特征:
 
  • 低功耗(使用可持续数年的小型电池)
 
  • 远距离通信(以公里为单位)
 
  LPWAN技术基于间歇性发送少量数据的概念(例如,一天几次),这使得低功耗成为可能。
 
  LPWAN的一个用例是智能废物管理,其中垃圾箱配备有液位传感器,仅在需要时清理。在这种用例中,偶尔向云端发送少量数据就足够了。与其拥有一个实时监控系统,不如拥有能够维持很长时间(例如几年)的电池和每个垃圾箱合理的网络连接成本。
 
  蜂窝移动
 
  蜂窝移动连接是最常见的选择:它是您手机用来发送和接收数据的一种网络连接方式。蜂窝移动连接有许多好处,它是一种可靠的选择,除了高带宽之外,它还提供远距离通信。蜂窝移动连接也具有良好的可用性(与目前的LPWAN不同)。
 
  缺点是,蜂窝移动连接具有相对较高的成本和较高的功耗。然而,有一些新的蜂窝网络旨在解决这些问题,其中之一就是窄带物联网(NB-IOT),这是一种利用现有蜂窝网络基础设施的LPWAN技术。
 
  由于其高功耗和高成本,对于许多物联网用例来说,蜂窝移动连接不是最佳选择。但是,它可以用于跟踪远距离移动的昂贵资产(如车辆、船运集装箱等)。
 
  卫星
 
  卫星通信具有高带宽和高范围,但它也有较高的功耗。卫星通信的好处是它可以在地球上任何地方工作。因此,如果您需要接收集装箱在海洋中航行信息的话,卫星通信可能是唯一选择。
 
  蓝牙低功耗和Wi-Fi
 
  蓝牙和Wi-Fi是近距离通信的最佳选择。它们比LPWAN具有更高的带宽,比卫星和蜂窝移动网络的功耗更低。
 
  除了传统的蓝牙,还有一个更新的版本,叫做蓝牙低功耗(BLE)。BLE使用的技术能够实现更低的功耗,它只需要传统蓝牙所需能量的一小部分。
 
  使用蓝牙/Wi-Fi的物联网用例的一个例子是医院(或其他室内)资产跟踪。通过使用多个蓝牙/WI-FI接入点,您可以通过三角测量来确定资产的位置。
 
  总结
 
  下面的一个表格,是对上面介绍的网络连接选项进行了非常简单的总结。
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  据我们所知,所有的选择都有利弊,正确的选择取决于您的具体物联网用例。
 
  物联网工作流程的下一步是什么?
 
  到目前为止,我们已经通过传感器收集数据,并使用网络解决方案将数据发送到云服务平台。接下来,我们必须使数据有用,这意味着我们需要处理它。敬请关注我们的下一篇文章“物联网如何工作——第3部分:数据处理”!

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责编:baiyl
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