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如何选择正确的物联网连接选项


如何选择正确的物联网连接选项

物联网连接是一个术语,指的是物联网系统中所有设备之间的连接,包括传感器、网络路由器、网关、应用程序,甚至平台/系统。然而,在实践中,它通常指的是我们可以在物联网系统中使用的不同类型的网络解决方案,从 Wi-Fi 到蜂窝连接,再到 NPWAN NB-IoT 等新技术。

我们可以根据三个主要因素区分这些物联网连接选项:带宽容量(速度)、覆盖范围和功耗。根据项目的需求和目标,不同的物联网系统可能需要不同的连接要求。

物联网连接可以成就或破坏整个物联网系统。如果没有连接,物联网系统将无法运行,而选择错误的连接解决方案会阻碍物联网项目的性能、成本效率和可扩展性等。事实上,物联网中的许多故障都归因于连接解决方案无法跟上不断增长的物联网系统中快速增长的数据传输。

因此,选择正确类型的物联网连接对于任何物联网系统都至关重要。

选择物联网连接时要考虑的因素

上面,我们已经讨论了选择不同连接选项的三个主要因素:带宽、范围和功耗。但是,我们可以进一步扩展这三者,在这里我们将讨论选择 IoT 连接解决方案时要考虑的最重要因素:

带宽容量:在物联网系统中,带宽是指物联网设备之间发送和接收的数据量。有些物联网系统每天只需要一小部分数据,也有些用例需要每分钟甚至每秒持续传输大量数据。

覆盖范围:在保持可靠性的同时,设备可以安装在离您的集线器和/或其他设备多远的地方。如果是有线连接,则覆盖范围是电缆的长度。另一方面,蜂窝连接可以在覆盖范围内允许数英里。

功耗:由于大多数物联网设备/传感器都是电池供电的,因此功耗可能是一个大问题。不同的物联网连接解决方案具有不同的功耗。

成本:一个显而易见的考虑因素。同样重要的是要注意,每个物联网连接选项都有初始投资成本和持续运营费用(每月数据费、订阅费等)。

您现有的系统:如果您可以将 IoT 系统与您现有的系统和基础设施集成,则可以节省大量时间和资源。

部署地点:例如,如果物联网系统要部署在有很多墙壁、无线电干扰和其他因素的位置。在某些条件下,不同的连接解决方案可能比其他解决方案更有效。

可扩展性:随着物联网系统的增长,扩展连接解决方案是多么容易。一些解决方案(即有线连接)在可扩展性方面比其他解决方案更加严格。重要的是要记住,中途切换连接选项可能非常昂贵且耗时。 

常见的物联网连接选项及其优势 

下面,我们将讨论一些最常见的物联网连接选项,以及它们如何根据我们上面讨论的因素进行。

蜂窝物联网连接

在物联网实施中,蜂窝连接也称为 M2M(机器对机器)蜂窝,蜂窝连接的一个关键特征是其覆盖范围非常长。您甚至可以通过物联网蜂窝连接连接两个不同国家/地区的两台设备。例如,Truphone 的物联网数据计划覆盖 100 多个不同的国家,因此您可以在技术上将物联网系统扩展到全球范围。

使用 LTE 和现在的 5G 的蜂窝连接还可以提供非常高的带宽和数据传输速度。蜂窝物联网总是存在高功耗问题,但新兴的蜂窝技术,如 NB-IoTCat-M1 等,专注于在降低功耗的同时保留蜂窝连接的优势。

无线上网

与蜂窝连接相比,Wi-Fi 连接提供了非常高的带宽(也非常可靠)并且消耗的功率要少得多。然而,使用 Wi-Fi 解决方案的一个关键权衡是覆盖范围。因此,Wi-Fi 通常仅用于智能家居等短距离物联网部署。然而,有一些较新的 Wi-Fi 技术,如 HaLow,专注于改善 Wi-Fi 的范围和功耗,以用于未来的物联网实施。

蓝牙 (LE)

蓝牙具有相对较低的带宽容量和非常短的覆盖范围,但采用新的蓝牙低功耗 (LE) 技术,它消耗的功率非常小。这就是低功耗蓝牙最适合在短距离部署中传输低数据的物联网用例的原因,例如智能家居实施。

网状技术

网状技术通过在物联网设备/传感器之间创建互连节点来传输数据来工作。这种网状配置可以提高覆盖范围和功耗,但只能传输相对较小的数据包。Zigbee Z-Wave 是最流行的网状物联网连接协议之一,广泛用于智能家居和小型企业物联网实施。

低功耗广域网

LPWAN 代表低功耗广域网,它是通过扩大覆盖范围同时保持低功耗来专注于物联网的新型连接技术的总称。Sigfox LoRa 是当今最流行的两种 LPWAN 解决方案,但近年来,NB-IoT LTE Cat-M(基于蜂窝 LTE)等较新的解决方案也越来越受欢迎。

LPWAN 解决方案可以以极低的功耗在设备之间提供长达 25 英里的令人印象深刻的覆盖范围。我们可以预期 LPWAN 和基于 LPWAN 的蜂窝连接将成为物联网连接的未来,但目前它们提供的带宽范围相对较低。 

结束词 

如前所述,每个物联网连接解决方案都在带宽、覆盖范围和功耗之间进行权衡。一般来说,我们可以将它们分为三大类:

高覆盖范围、高带宽、高功耗:蜂窝连接属于这一类。它在覆盖范围方面是最好的,并且在高带宽用例中非常可靠,但它需要大量电池电量。卫星连接也属于这一类。在特定用例中很有用,例如必须在海洋中间部署 IoT 传感器。

低覆盖范围、高带宽、低功耗:有线连接(即以太网)、Wi-Fi 和蓝牙 LE 属于这一类。非常适合短距离物联网部署,但实施相当有限。

高覆盖范围、低带宽、低功耗:各种LPWAN解决方案都属于这一类。在需要很少带宽但覆盖范围大的 IT 用例中很有用,例如在偏僻的地方部署传感器

 

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