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看看物聯(lián)網(wǎng)連接的碎片化格局
看看物聯(lián)網(wǎng)連接的碎片化格局
雖然物聯(lián)網(wǎng)的用例比比皆是，部署也在迅速增長(zhǎng)，但技術(shù)格局仍然會(huì)讓新人不知所措。本文概述了無(wú)線連接協(xié)議及其各自的優(yōu)勢(shì)、劣勢(shì)和推薦的應(yīng)用領(lǐng)域。
不斷擴(kuò)展的物聯(lián)網(wǎng)
企業(yè)和政府機(jī)構(gòu)正在利用物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 技術(shù)最大限度地提高效率并降低運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，同時(shí)改善向其選民提供的服務(wù)。通過(guò)實(shí)施互聯(lián)解決方案，物聯(lián)網(wǎng)正在推動(dòng)各種垂直行業(yè)的進(jìn)步，包括公用事業(yè)、互聯(lián)汽車、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療保健、交通以及企業(yè)和家庭的安全。物聯(lián)網(wǎng)還推動(dòng)了新的創(chuàng)新機(jī)會(huì)——解決問(wèn)題的同時(shí)帶來(lái)全球經(jīng)濟(jì)和環(huán)境變化。
物聯(lián)網(wǎng)在過(guò)去幾年的增長(zhǎng)及其未來(lái)的市場(chǎng)潛力都令人印象深刻。市場(chǎng)情報(bào)公司國(guó)際數(shù)據(jù)公司 (IDC) 估計(jì) ，2020 年物聯(lián)網(wǎng)支出約為 7420 億美元。展望未來(lái)，IDC 的物聯(lián)網(wǎng)支出指南預(yù)計(jì)，在 2020-2024 年的預(yù)測(cè)期內(nèi)，全球物聯(lián)網(wǎng)將實(shí)現(xiàn) 11.3% 的復(fù)合年增長(zhǎng)率（CAGR）。
無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)連接選項(xiàng)
在連接設(shè)備方面，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)格局仍然復(fù)雜且分散，沒(méi)有一種萬(wàn)能協(xié)議能夠解決所有物聯(lián)網(wǎng)用例。每個(gè)連接選項(xiàng)都在功耗、帶寬和范圍之間進(jìn)行權(quán)衡，如下圖所示：
由于選項(xiàng)種類繁多（以及一系列首字母縮略詞），可能很難選擇合適的無(wú)線連接解決方案來(lái)部署特定的垂直市場(chǎng)用例。
為了幫助理解這一連接難題，以下是前六大無(wú)線類別的概述，詳細(xì)介紹了它們的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)/劣勢(shì)、功耗、范圍和帶寬能力。
短程解決方案
以下三個(gè)物聯(lián)網(wǎng)連接選項(xiàng)在小距離內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)——通常在收集數(shù)據(jù)的“事物”與處理數(shù)據(jù)或通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)發(fā)送到另一個(gè)（通常是云）平臺(tái)進(jìn)行處理的集線器或網(wǎng)關(guān)之間的距離小于 150 米.
無(wú)線上網(wǎng)
盡管在企業(yè)和家庭環(huán)境中提供高吞吐量數(shù)據(jù)傳輸至關(guān)重要，但 Wi-Fi 在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的覆蓋范圍、可擴(kuò)展性和功耗方面存在局限性。對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，它主要用于連接到電源插座并直接連接到互聯(lián)網(wǎng)的智能家居小工具、電器和安全攝像頭。
Wi-Fi 是辦公環(huán)境和智能工廠的理想選擇，在這些環(huán)境中，監(jiān)控生產(chǎn)效率的傳感器經(jīng)常發(fā)送數(shù)據(jù)，但僅限于相對(duì)較小的物理范圍。雖然技術(shù)上適用于智能辦公室和類似的企業(yè)或公共空間，但出于安全原因，IT 部門通常不允許在其網(wǎng)絡(luò)上使用 IoT 設(shè)備。
藍(lán)牙/低功耗藍(lán)牙
與 Wi-Fi 一樣，藍(lán)牙技術(shù)可以連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，但工作范圍更短（通常小于 10 米）。藍(lán)牙最初用于消費(fèi)設(shè)備之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)數(shù)據(jù)交換。
低功耗藍(lán)牙 (BLE) 針對(duì)功耗進(jìn)行了優(yōu)化，后來(lái)被引入小型消費(fèi)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，例如健身和醫(yī)療可穿戴設(shè)備、智能家居設(shè)備以及信標(biāo)。通常，數(shù)據(jù)可以方便地傳輸?shù)街悄苁謾C(jī)并在智能手機(jī)上可視化。
網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)（Zigbee、Z-Wave、Thread）
這些解決方案使用網(wǎng)狀拓?fù)溥M(jìn)行部署，通過(guò)在附近分布的多個(gè)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)上中繼傳感器數(shù)據(jù)來(lái)擴(kuò)展覆蓋范圍。受電節(jié)點(diǎn)合作分發(fā)數(shù)據(jù)。 Zigbee 和類似的網(wǎng)狀協(xié)議（例如， Z-Wave、 Thread）在中等物理范圍（小于 100 米）內(nèi)運(yùn)行最佳。
網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)連接最常用于智能家居或智能建筑空間中的無(wú)線控制和監(jiān)控應(yīng)用，例如互聯(lián)照明、暖通空調(diào)控制、煙霧和二氧化碳探測(cè)器、安全和能源管理。
遠(yuǎn)程解決方案
低功耗廣域網(wǎng) (LPWAN) 是任何允許長(zhǎng)距離通信（從網(wǎng)關(guān)設(shè)備到端點(diǎn)的信號(hào)范圍至少為 500 米）并使用最小功率的網(wǎng)絡(luò)的總稱。它們最適合發(fā)送少量且不頻繁且時(shí)間不太敏感的數(shù)據(jù)的用例，例如智能公用事業(yè)計(jì)量、資產(chǎn)跟蹤、智能農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、設(shè)施管理、占用檢測(cè)和消耗品監(jiān)測(cè)。LPWAN 連接分為兩類：未授權(quán)頻率和授權(quán)頻率。
未經(jīng)許可的 LPWAN（LoRaWAN、Sigfox）
大約 25 種不同的 LPWAN 技術(shù)使用未經(jīng)許可的頻率，但 LoRaWAN 和 Sigfox 已成為該領(lǐng)域的明顯領(lǐng)導(dǎo)者。
LoRaWAN 是由LoRa 聯(lián)盟開(kāi)發(fā)和維護(hù)的遠(yuǎn)程 LPWAN 規(guī)范，該 聯(lián)盟是一個(gè)擁有 500 多家全球成員公司的非營(yíng)利組織。LoRaWAN 架構(gòu)利用網(wǎng)關(guān)在終端設(shè)備和中央網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間中繼消息。它可以部署為專用網(wǎng)絡(luò)或通過(guò)集成商提供為公共網(wǎng)絡(luò)。雖然基于開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)，但來(lái)自不同制造商的 LoRa 設(shè)備依賴于美國(guó)公司 Semtech 的片上技術(shù)。
另一方面，Sigfox是法國(guó)的一家開(kāi)發(fā)專利專有技術(shù)的公司。Sigfox 推出并維護(hù)自己的網(wǎng)絡(luò)，有時(shí)通過(guò)合作伙伴關(guān)系，并直接從網(wǎng)絡(luò)訂閱中獲利。目前，Sigfox 在歐盟地區(qū)比在美國(guó)更受歡迎。
非蜂窩非授權(quán)頻段技術(shù)可以比以下蜂窩選項(xiàng)更好地為某些組織服務(wù)，因?yàn)樗鼈兏阋?。盡管如此，這些 LPWAN 的性能通常比標(biāo)準(zhǔn)許可的蜂窩技術(shù)更慢且可靠性更低。