a vezeték nélküli technológiák összehasonlítása az IoT-ben Arthur Rowley

a tárgyak internete (IoT) mélyreható módon megváltoztatta a “dolgokkal” való interakciónkat. A tárgyak internete (IoT) mélyreható módon megváltoztatta a “dolgokkal” való interakciónkat. A kedvenc szórakoztató házától, a flottakezeléstől az otthoni automatizálásig, az IoT szinte minden iparágra vonatkozik. Az IoT termékek, például az intelligens ajtózárak, az orvosi érzékelők és az intelligens órák közötti hibátlan interakció és adatcsere lehetővé tételéhez a legjobb vezeték nélküli technológiára van szükség.

az IoT alkalmazási követelményei azonban esetről esetre rendkívül eltérőek. Mint ilyen, ki kell választania a legjobb vezeték nélküli IoT technológiát az egyedi felhasználási esethez. A jó hír az, hogy sok nagyszerű vezeték nélküli lehetőség közül lehet választani. A nem túl jó hír az, hogy nincs egy mindenki számára megfelelő csatlakozási megoldás.

annak érdekében, hogy segítsen kiválasztani a megfelelő kommunikációs megoldást a közelgő IoT-projekthez, összehasonlítjuk az IoT-ben elterjedt vezeték nélküli technológiákat és azok ideális alkalmazásait.

Tehát kezdjük el.

a vezeték nélküli IoT technológiák összehasonlítása

LPWANs

ez a vezeték nélküli technológia az új jelenség az IoT-ben. Az lpwan-ok alacsony fogyasztású, alacsony költségű, nagy hatótávolságú kommunikációt biztosítanak a nagyszabású IoT-hálózatokhoz. Az LPWAN adó-vevőket energiafogyasztásra optimalizálták, kicsi, olcsó akkumulátorokkal működnek, amelyek évekig tartanak. Az LPWAN technológiák olyan alkalmazások és eszközök csatlakoztatását biztosítják, amelyek ritka adatátvitelt, alacsony sebességet és alacsony mobilitást igényelnek, mint például az IoT érzékelők. Lehetővé teszi, hogy több ezer érzékelő széles területeken kommunikáljon, miközben fenntartja az alacsony energiafogyasztást, az LPWANs hihetetlenül hasznos az IoT elfogadásához.

egyes alkalmazások közé tartozik a fogyóeszközök figyelése, a környezeti monitorozás, a kihasználtság észlelése és az eszközkövetés. Fontos megjegyezni, hogy az Lpwan-ok különböző technológiákat és versengő szabványokat foglalnak magukban. A licencelt spektrumban működő LPWAN technológiák példái az LTE-M és az NB-IoT, és az engedély nélküli spektrumban működnek a Sigfox, a MYTHINGS és a LoRa.

a különböző LPWAN technológiák teljesítménye különböző forgatókönyvekben eltérő. Például a skálázhatóság és a szolgáltatás minősége jelentős problémát jelenthet az engedély nélküli technológiákkal és az engedélyezett Lpwan-ok energiafogyasztásával kapcsolatban. Ügyeljen arra, hogy fontolja meg az Lpwan szabványosítását az IoT-hálózat biztonságának, megbízhatóságának és interoperabilitásának biztosítása érdekében.

Cellular (4g/5g)

a mobilhálózatok megbízható szélessávú kommunikációt biztosítanak a fogyasztói mobilpiac számára, például video streaming és hanghívási alkalmazások. Ezek a vezeték nélküli technológiák azonban nagy energiafogyasztással és magas működési költségekkel járnak.

ez teszi a mobil kapcsolatot leginkább olyan alkalmazásokhoz, amelyek nem használnak akkumulátoros szenzorhálózatokat, mint például a flottakezelés, a forgalomirányítás, az autós infotainment, a flotta telematika és még sok más. Ehelyett a mobil kapcsolat kiváló backhaulként szolgál az Lpwan-ok segítségével az IoT eszközökhöz és érzékelőkhöz való csatlakozáshoz. A Cellular ezután csatlakozik a felhőhöz, hogy átadja az IoT-adatokat.

az IoT térben a celluláris technológia, mint például az 5G rendkívül alacsony késleltetéssel és nagy sebességű mobilitási Támogatással, várhatóan a kiterjesztett valóság és az autonóm járművek jövője lesz. A 4G-nél tízszer kisebb kommunikációs késleltetéssel az 5G nagyszerű lehetőséget kínál az idő szempontjából kritikus alkalmazásokhoz, például az ipari IoT-gépekhez, a csatlakoztatott egészséghez és a közbiztonsághoz.

az olyan új mobil technológiák, mint az NB-IoT és az LTE-M, lehetővé teszik a különböző típusú IoT-alkalmazások használatát az energiaigény és az érzékelőnkénti adatköltség csökkentése révén. Például az NB-IoT vezeték nélküli technológiát távoli környezeti érzékelőkhöz használhatja különböző időjárási elemek, például nyomás, páratartalom, szél, hőmérséklet stb.mérésére.

ezek az NB-IoT-kompatibilis eszközök rendszeres frissítéseket biztosítanak távoli helyről, miközben alacsony energiafogyasztást biztosítanak. Ezek az érzékelők több mint egy évtizedig vagy tovább is eltarthatnak.

Wi-Fi

a Wi-Fi vitathatatlanul a legszélesebb körben használt vezeték nélküli technológia. A mobilhálózatokhoz és az Lpwan-okhoz hasonlóan a Wi-Fi különböző verziói is léteznek, köztük a 802.11 b, 802.11 n, 802.11 a, 802.11 g és 802.11 ac. Ezek a szabványok jelentősen eltérnek a külső forrásokból származó jel interferenciától, az adatsebességtől és a költségektől.

az egyik legfontosabb különbség a többi vezeték nélküli technológiától az, hogy a Wi-Fi sokkal magasabb frekvenciákon továbbít. Ez azt jelenti, hogy több adatot hordozhat. A Wi-Fi azonban nagy teljesítményigénnyel és korlátozott lefedettséggel rendelkezik. Ezek a problémák, valamint a skálázhatóság korlátai miatt a Wi-Fi kevésbé elterjedt az IoT térben.

a Wi-Fi kiváló választás lehet olyan IoT-Használati esetekhez, amelyek nem használnak akkumulátorral működő eszközöket, nem igényelnek nagy hatótávolságot, és hatalmas mennyiségű adatot kell továbbítaniuk. Mint ilyen, elsősorban otthoni és üzleti környezetben használják az internetes útválasztók csatlakoztatására olyan eszközökhöz, mint okostelefonok, számítógépek, intelligens otthoni modulok és biztonsági rendszerek.

a legújabb Wi-Fi generáció, a Wi-Fi 6 megnövelt hálózati sávszélességet kínál az eszközenkénti jobb adatátvitel érdekében, még túlterhelt környezetben is. Ez elősegíti a nyilvános Wi-Fi infrastruktúra fejlesztését, miközben javítja az ügyfelek élményét a digitális szolgáltatásokkal a szórakoztatóiparban és a kiskereskedelemben.

Zigbee és más Mesh protokollok

ez egy másik rövid hatótávolságú vezeték nélküli technológia, amely 2,4 GHz-en működik és nagyon kevés energiát fogyaszt. Az IEEE 802.15.4 szabvány szerint van szabványosítva, és általában hálós topológiában alkalmazzák, hogy az IoT-érzékelők adatait több érzékelő csomóponton továbbítsák a Kiterjesztett lefedettség érdekében.

míg a Zigbee sok hasonlóságot mutat a Bluetooth LE-vel, hálós hálózata akár 65 000 csomópontot is képes támogatni, ami kétszer annyi, mint amennyit a BLE képes befogadni. A Zigbee adatátviteli sebessége is magasabb, mint az LPWAN, de kevésbé energiatakarékos.

a 100 méternél rövidebb hatótávolsága miatt a Zigbee és más hálós technológiák, mint például A Z-Wave, ideálisak az IoT alkalmazásokhoz, ahol a csomópontok egyenletesen oszlanak el a közelben. Ez teszi a Zigbee-t kiváló választássá olyan otthoni automatizálási alkalmazásokhoz, mint a HVAC vezérlők, az intelligens világítás, az intelligens mérők, az otthoni energia, a biztonsági felügyelet és az intelligens termosztátok.

Bluetooth és BLE

a Bluetooth egy rövid hatótávolságú csatlakozási technológia, amely a vezeték nélküli személyes hálózatok kategóriába tartozik. Eredetileg vezeték nélküli fejhallgatókhoz tervezték, de azóta számos alkalmazásra bővült, például videojáték-vezérlőkre, nyomtatókra, hangszórókra és még sok másra.

a Bluetooth technológia kulcsfontosságú az egyre növekvő IoT-térben, beleértve az ipari alkalmazásokat és az intelligens otthonokat is. A Wi-Fi-vel ellentétben a Bluetooth nagy sávszélességű, alacsony hatótávolságú, alacsony fogyasztású vezeték nélküli csatlakozási lehetőség, amely 2,4 GHz-es ISM sávban működik. Ezt fel lehet használni a csillag, mesh, broadcast, és point-to-point hálózati topológiák. Támogatja a 2 Mbps adatátviteli sebességet, legfeljebb nyolc csatlakoztatott eszközzel.

két Bluetooth verzió létezik, nevezetesen a Bluetooth Low Energy (LE) és a Bluetooth Classic, amelyeket általában a streaming alkalmazásokban használnak. Másrészt a Bluetooth Low Energy támogatja az alacsonyabb adatátviteli sebességet,és jelentősen csökkenti az energiafogyasztást.

a BLE-kompatibilis IoT-eszközöket általában intelligens eszközökkel, például okostelefonnal együtt használják, ami segít az adatok felhőbe történő továbbításában. Alacsony energiaigénye miatt a BLE-t széles körben használják az IoT eszközökben, például az intelligens órákban és az intelligens ajtózárakban. A BLE beacon networks olyan új szolgáltatási innovációk feltárására szolgál, mint például a tartalomszolgáltatás, a bolti navigáció és a személyre szabott promóciók.

6. RFID

a rádiófrekvenciás azonosítás (RFID) rádióhullámokat alkalmaz, hogy kis mennyiségű adatot továbbítson egy RFID címkéből az olvasókhoz rövid távolságon belül. Ez az IoT vezeték nélküli technológia akár a látóvonalon kívül is működhet, akár olyan címkékkel rögzítve, amelyek néhány hüvelyk vagy akár több méter hatótávolságon belül olvashatók.

RFID Címkék csatolása az összes berendezéshez és termékhez lehetővé teszi, hogy valós időben nyomon kövesse eszközeit és készleteit az optimalizált ellátási lánc és a jobb gyártási és készlettervezés érdekében. Ez jelentős IoT forradalmat hozott a logisztika, az egészségügy és a kiskereskedelem területén.

az RFID IoT forradalom új IoT alkalmazásokat tesz lehetővé, például intelligens tükröket, intelligens polcokat és önellenőrzést a kiskereskedelmi szektorban. Az egészségügy számára az RFID megkönnyíti az IoT alkalmazásokat, például a kórházi betegkövető rendszereket, az automatizált leltárt, valamint a költséges kórházi berendezések nyomon követését és kezelését.

mit kell keresni a vezeték nélküli technológiákban az IoT alkalmazáshoz

a különböző IoT alkalmazásoknak különböző speciális követelményei vannak. Mint ilyen, elengedhetetlen annak biztosítása, hogy a megfelelő vezeték nélküli technológiát válassza egyedi IoT projektjéhez. Íme néhány kulcsfontosságú dolog, amelyet a vezeték nélküli technológiákban kell keresni:

• a szolgáltatás minősége

az egyik legfontosabb szempont, amelyet figyelembe kell venni az IoT projekt vezeték nélküli technológiájának kiválasztásakor, a szolgáltatás minősége. A kiváló QoS és a vezeték nélküli technológia megbízhatóságának biztosítása érdekében ellenőrizze az adatfogadási sebességet. Általában a magas adatfogadási arány biztosítja a kritikus IoT-adatok továbbítását, amikor a leginkább szükséges a közelgő problémák időben történő megválaszolásához.

• méretezhetőség

a skálázható IoT protokoll kiválasztása elengedhetetlen a hálózat bővítéséhez, mivel a jövőben egyre több végeszköz kerül hozzáadásra. A skálázhatóság meghatározásának nagyszerű módja a támogatott IoT-eszközök száma vagy az egy bázisállomás által továbbítható napi üzenetek száma.

• energiafogyasztás

az akkumulátorral működő eszközöknek és érzékelőknek energiahatékonyaknak kell lenniük, hogy csökkentsék az újratöltési ciklusokat és az akkumulátorcseréket, ami jelentősen befolyásolhatja az elküldött vagy fogadott adatok mennyiségét. Az alacsony energiafogyasztás drasztikusan csökkentheti a teljes tulajdonlási költséget, segítve a fenntartható üzleti célok elérését.

• mobilitás

a végberendezésekről történő nagy sebességű adatátvitel megkönnyíti a legfontosabb IoT-alkalmazásokat, például a flotta telematikáját és a munkavállalók biztonságát.

• biztonság

az adatok biztonságának és integritásának biztosítása az átvitel során, menjen a többrétegű titkosításhoz robusztus hitelesítési és azonosító rendszerekkel.

• hálózati menedzsment

az IoT-stratégia és a használati eset összetettségétől függően meg kell határoznia, hogy ki fogja kezelni a hálózatot, és hogy rendelkezik-e a szükséges automatizálási eszközökkel és erőforrásokkal annak támogatásához.

• tartomány

általában minél sűrűbb a moduláció, annál nagyobb a frekvencia és annál kisebb lesz a tartomány. Ez befolyásolja az akadályok behatolásának képességét is. Mint ilyen, válassza ki a megfelelő tartományt az adott felhasználási eset alapján. Például a Wi-Fi, a Zigbee vagy a Bluetooth nagyszerű lehetőségek lehetnek az intelligens otthoni alkalmazásokhoz, mivel nem igényelnek látótávolságot, jobb hatótávolságot kínálnak, és több adatot tudnak továbbítani.

következtetés

mint látta, sok nagyszerű vezeték nélküli technológia létezik az IoT alkalmazásokhoz. Azonban egyetlen technológia sem mindenki számára megfelelő. Mint ilyen, a legjobb vezeték nélküli technológia kiválasztása elsősorban az IoT-projekt speciális követelményeitől és igényeitől függ. Ezenkívül a sávszélesség, az energiafogyasztás, A QoS, a hálózatkezelés, a biztonság és a hatótávolság pontos felmérése segíthet szűkíteni a lehetőségeket, és végül kiválaszthatja az IoT Használati esetéhez legmegfelelőbb technológiát.

ha nem szeretne egyedül navigálni az összetett és folyamatosan fejlődő IoT-térben, vannak olyan IoT-szakértők, akik segítenek a megfelelő döntés meghozatalában a rendelkezésre álló IoT vezeték nélküli technológiai lehetőségek közül.

A szerzőről:

Arthur Rowley egy lelkes író szakosodott leginkább a technológia és a marketing. Miután éveket töltött a kézműves finomításával, most biztosíthatja Önt, hogy sok elismerést kapott ezeken a területeken, és elkötelezett a magas színvonalú blogolási tartalom biztosítása iránt.