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物聯(lián)網(wǎng)方案
哪些物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議可用于工業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)？
物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備幾乎可以部署在每個(gè)領(lǐng)域，但最有前途的用途之一是環(huán)境監(jiān)測(cè)和工廠資產(chǎn)監(jiān)測(cè)。術(shù)語(yǔ)的東西工業(yè)網(wǎng)絡(luò)被定義為指的是可用于遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制工業(yè)過(guò)程如工業(yè)4.0的一部分連接的系統(tǒng)。
預(yù)測(cè)性維護(hù)和資產(chǎn)跟蹤是工業(yè)環(huán)境中 IIoT 的兩大優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樵O(shè)備故障可能會(huì)造成安全隱患并產(chǎn)生不必要的成本。環(huán)境監(jiān)測(cè)為工業(yè)環(huán)境中的工廠工人增加了一個(gè)安全方面。無(wú)論何種應(yīng)用，任何用于遠(yuǎn)程監(jiān)控的設(shè)備都需要物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議來(lái)支持無(wú)線連接。
用于環(huán)境監(jiān)測(cè)的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議
物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境傳感器可以部署在最不人道的位置，無(wú)需人類定期訪問(wèn)即可收集數(shù)據(jù)。這些傳感器可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或其他無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議訪問(wèn)，理想情況下距離目標(biāo)位置數(shù)英里。
部署物聯(lián)網(wǎng)傳感器進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)的挑戰(zhàn)之一是大多數(shù)地方缺乏互聯(lián)網(wǎng)連接，或者在這些地方提供互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的成本過(guò)高。例如，在熱帶雨林的野火監(jiān)測(cè)中，除非您依賴衛(wèi)星連接，否則連接互聯(lián)網(wǎng)的機(jī)會(huì)幾乎為零，這也增加了電力和成本的問(wèn)題。
基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)需要以可持續(xù)性為核心進(jìn)行設(shè)計(jì)。這意味著它應(yīng)該易于訪問(wèn)、支持長(zhǎng)距離通信、功耗低、使用壽命長(zhǎng)、經(jīng)久耐用且具有成本效益。如果可能，固件更新也應(yīng)該易于通過(guò)無(wú)線方式應(yīng)用，因?yàn)楣碳聦?duì)于連接設(shè)備的大規(guī)模部署至關(guān)重要。滿足這些要求的一種物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議是低功耗廣域網(wǎng) (LPWAN)。
LPWAN 通常被認(rèn)為最適合環(huán)境監(jiān)測(cè)。使用 LPWAN 的傳感器可以長(zhǎng)時(shí)間停留在一個(gè)位置并遠(yuǎn)距離發(fā)送數(shù)據(jù)。LPWAN 還節(jié)能且可擴(kuò)展；基于 LPWAN 的遠(yuǎn)程設(shè)備上的電池可能可持續(xù)長(zhǎng)達(dá) 10 年而無(wú)需充電。低吞吐量是許多工業(yè)應(yīng)用的理想選擇。三個(gè)突出的 LPWAN 協(xié)議是
洛拉(LoRaWAN)
信號(hào)狐
失重
這些技術(shù)中的每一個(gè)都提供了它的好處，盡管比較這些技術(shù)超出了本文的范圍。EDN 發(fā)布了一份優(yōu)秀的白皮書(shū)，比較了這些協(xié)議中的每一個(gè)。特別注意本 PDF 中的第 4 頁(yè)，其中包括一個(gè)表格，其中包含頻帶、信道寬度、范圍、發(fā)射功率、數(shù)據(jù)包大小（最小或最大）、下行鏈路和上行鏈路數(shù)據(jù)速率、連接設(shè)備的最大數(shù)量、拓?fù)洹⒙文芰Α⒑瓦@些協(xié)議的狀態(tài)。
就目前而言，LoRaWAN似乎是LPWAN的理想物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議之一，主要是由于其開(kāi)放性。不要將 LoRaWAN 與 LoRa - LoRaWAN 是網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議和系統(tǒng)架構(gòu)，而 LoRa 是支持遠(yuǎn)程通信鏈路的物理無(wú)線電層。LoRaWAN 有史以來(lái)的最高記錄距離為766 公里，這一驚人的距離展示了 LPWAN 技術(shù)的強(qiáng)大功能。
使用 Upverter 在您的系統(tǒng)中構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議
Upverter 中的模塊化硬件設(shè)計(jì)工具允許工程師和潛在的企業(yè)家在很少或沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的情況下將他們的硬件產(chǎn)品帶入生活。這些在線設(shè)計(jì)工具包括標(biāo)準(zhǔn) COM 和其他重要模塊，您可以輕松地使用它們?cè)谠诰€平臺(tái)中構(gòu)建功能齊全的電路板。然后，您可以在幾天內(nèi)訂購(gòu)可用于生產(chǎn)的電路板。
Upverter 預(yù)裝了現(xiàn)成的 LPWAN 解決方案，以支持您的開(kāi)發(fā)。在 Upverter builder 環(huán)境中，如果您有興趣構(gòu)建 LoRa 網(wǎng)關(guān)設(shè)備，您可以輕松添加 LoRa 集中器模塊，或者可以將 LoRa 收發(fā)器添加到您的電路板，而無(wú)需擔(dān)心 PCB 設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)。COM 和其他模塊之間的連接是在 Upverter 中預(yù)定義的，這大大減少了您的設(shè)計(jì)時(shí)間。
將 LoRa 收發(fā)器添加到 Upverter 中的新板
盡管 LoRa 是 Upverter 當(dāng)前官方支持的 LPWAN 技術(shù)，但您仍然可以通過(guò)使用 headers 或外部端口來(lái)包含其他 LPWAN 技術(shù)。除了 LPWAN 技術(shù)，您還可以將其他物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)包含在您的項(xiàng)目中，例如 Zigbee、WiFi、藍(lán)牙和以太網(wǎng)。
Upverter 中的模塊化硬件設(shè)計(jì)工具允許任何工程師簡(jiǎn)化物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程。當(dāng)您使用 Upverter 時(shí)，您將可以訪問(wèn)大量組件和 COM 以支持各種 IoT 協(xié)議，并且您可以在基于瀏覽器的設(shè)計(jì)界面中快速創(chuàng)建功能齊全的模塊化硬件系統(tǒng)。您的設(shè)計(jì)也將可用于生產(chǎn)并適用于幾乎所有應(yīng)用。
