Comparison of Wireless Technologies in IoT door Arthur Rowley

het Internet of Things (IoT) is veranderd hoe we omgaan met “dingen” op diepgaande manieren. Het Internet of Things (IoT) is veranderd hoe we omgaan met “dingen” op diepgaande manieren. Van uw favoriete Huis van plezier, fleet management, tot domotica, IoT is van toepassing op bijna elke industrie. Om een vlekkeloze interactie en gegevensuitwisseling tussen IoT-producten mogelijk te maken, zoals slimme deursloten, medische sensoren en smartwatches, moet u beschikken over de beste draadloze technologie.

het bereik van IoT-toepassingsvereisten varieert echter enorm van geval tot geval. Daarom moet u de beste draadloze IoT-technologie kiezen voor uw unieke use case. Het goede nieuws is dat er veel geweldige draadloze opties om uit te kiezen. Het niet-zo-goede nieuws is dat er geen one-size-fits-all connectiviteitsoplossing is.

om u te helpen bij het kiezen van de juiste communicatieoplossing voor uw komende IoT-project, vergelijken we gangbare draadloze technologieën in IoT en hun ideale toepassingen.

dus, laten we beginnen.

vergelijking van draadloze IoT-technologieën

LPWANs

deze draadloze technologie is het nieuwe fenomeen in IoT. LPWANs bieden lage stroom, lage kosten, lange afstand communicatie nodig voor grootschalige IoT-netwerken. LPWAN-transceivers zijn geoptimaliseerd voor stroomverbruik en draaien op kleine, goedkope batterijen die jarenlang meegaan. LPWAN-technologieën bieden connectiviteit voor toepassingen en apparaten die weinig gegevensoverdracht, lage snelheden en lage mobiliteit vereisen, zoals IoT-sensoren. Doordat duizenden sensoren over brede gebieden kunnen communiceren met behoud van een laag stroomverbruik, is LPWANs ongelooflijk nuttig voor IoT-adoptie.

sommige toepassingen omvatten monitoring van verbruiksgoederen, milieumonitoring, aanwezigheidsdetectie en asset tracking. Het is ook belangrijk op te merken dat LPWANs verschillende technologieën en concurrerende standaarden omvatten. Voorbeelden van LPWAN technologieën die werken in het gelicentieerde spectrum zijn LTE-M en NB-IoT, en actief zijn in het niet-gelicentieerde spectrum zijn Sigfox, MYTHINGS, en LoRa.

verschillende LPWAN-technologieën hebben verschillende prestatieniveaus in verschillende scenario ‘ s. Schaalbaarheid en servicekwaliteit kunnen bijvoorbeeld belangrijke problemen zijn met technologieën zonder licentie en energieverbruik voor lpwans met licentie. Overweeg standaardisatie van de LPWANs om de veiligheid, betrouwbaarheid en interoperabiliteit van uw IoT-netwerk te garanderen.

cellulaire (4G/5G)

Cellulaire netwerken bieden betrouwbare breedbandcommunicatie voor de mobiele consumentenmarkt, zoals videostreaming en spraakoproeptoepassingen. Deze draadloze technologieën hebben echter een hoog stroomverbruik en hoge operationele kosten.

dit maakt mobiele connectiviteit vooral geschikt voor toepassingen die geen gebruik maken van sensornetwerken op batterijen, zoals fleet management, verkeersrouting, infotainment in de auto, fleet telematics en nog veel meer. In plaats daarvan, cellulaire connectiviteit dient als een uitstekende backhaul met behulp van LPWANs om verbinding te maken met IoT-apparaten en sensoren. Cellular maakt vervolgens verbinding met de cloud om de IoT-gegevens te leveren.

in de IVD-ruimte wordt verwacht dat cellulaire technologie, zoals 5G met ultra-lage latency en ondersteuning voor snelle mobiliteit, de toekomst zal zijn van augmented reality en autonome voertuigen. Met communicatie latency tien keer minder dan 4G, 5G is ook een geweldige optie voor tijdkritische toepassingen zoals industriële IoT-machines, connected health en openbare veiligheid.

ook zijn nieuwe cellulaire technologieën zoals NB-IoT en LTE-M geplaatst om verschillende soorten IoT-toepassingen mogelijk te maken door de stroombehoeften en de gegevenskosten per sensor te verlagen. Zo kunt u NB-IoT draadloze technologie gebruiken voor externe omgevingssensoren om verschillende weerelementen te meten, zoals druk, vochtigheid, wind, temperatuur en nog veel meer.

deze NB-IoT – apparaten leveren regelmatige updates vanaf een externe locatie en zorgen voor een laag stroomverbruik. Deze sensoren kunnen langer dan tien jaar meegaan.

Wi-Fi

Wi-Fi is zonder twijfel de meest gebruikte draadloze technologie vandaag. Net als cellular en LPWANs zijn er verschillende versies van Wi-Fi, waaronder 802.11 b, 802.11 n, 802.11 a, 802.11 g en 802.11 ac. Deze normen variëren aanzienlijk in termen van signaalinterferentie van externe bronnen, gegevenssnelheid en kosten.

een belangrijk verschil met andere draadloze technologieën is dat Wi-Fi met veel hogere frequenties uitzendt. Dit betekent dat het meer gegevens kan dragen. Wi-Fi heeft echter hoge stroomvereisten en beperkte dekking. Deze problemen, plus beperkingen in schaalbaarheid, maken Wi-Fi minder vaak voor in de IoT-ruimte.

Wi-Fi kan een uitstekende keuze zijn voor IoT-toepassingen die geen apparaten op batterijen gebruiken, geen hoog bereik vereisen en grote hoeveelheden gegevens moeten verzenden. Als zodanig wordt het voornamelijk gebruikt in thuis-en zakelijke omgevingen voor het aansluiten van internetrouters op apparaten zoals smartphones, computers, smart home gadgets en beveiligingssystemen.

de nieuwste Wi-Fi-generatie, Wi-Fi 6, biedt verbeterde netwerkbandbreedte voor verbeterde gegevensdoorvoer per apparaat, zelfs in overbelaste omgevingen. Dit helpt de openbare Wi-Fi-infrastructuur te verbeteren en de klantervaring met digitale diensten in de entertainment-en retailsector te verbeteren.

Zigbee en andere Mesh-protocollen

dit is een andere draadloze technologie met korte afstand die werkt op 2,4 GHz en zeer weinig stroom verbruikt. Het is gestandaardiseerd als IEEE 802.15.4 en wordt meestal ingezet in een mesh-topologie om IoT-sensorgegevens over meerdere sensorknooppunten te verzenden voor uitgebreide dekking.Hoewel Zigbee veel overeenkomsten heeft met Bluetooth LE, kan het mesh-netwerk tot 65.000 nodes ondersteunen, wat twee keer zoveel is als BLE. Zigbee heeft ook hogere datasnelheden dan LPWAN, maar is minder energiezuinig.

vanwege het korte bereik van minder dan 100 meter zijn Zigbee en andere mesh-technologieën, zoals Z-Wave, ideaal voor IoT-toepassingen met knooppunten die gelijkmatig in de nabijheid zijn verdeeld. Dit maakt Zigbee een uitstekende keuze voor domoticatoepassingen zoals HVAC-regelaars, slimme verlichting, slimme meters, home energy, security monitoring en slimme thermostaten.

Bluetooth en BLE

Bluetooth is een korteafstandsconnectiviteitstechnologie die valt onder de categorie Draadloze Personal Area Networks. Het werd aanvankelijk ontworpen voor draadloze headsets, maar is sindsdien uitgebreid naar vele toepassingen zoals video game controllers, printers, Luidsprekers, en nog veel meer.Bluetooth-technologie is ook van cruciaal belang voor de steeds groter wordende IoT-ruimte, inclusief industriële toepassingen en slimme woningen. In tegenstelling tot Wi-Fi, Bluetooth is een hoge bandbreedte, low range, low power draadloze connectiviteit optie die werkt op 2,4 GHz ISM-band. Het kan worden gebruikt in ster -, mesh -, broadcast-en point-to-point netwerktopologieën. Het ondersteunt 2 Mbps gegevensdoorvoer, met een maximum van acht aangesloten apparaten.

er zijn twee Bluetooth versies, namelijk Bluetooth Low Energy (LE) en Bluetooth Classic, vaak gebruikt in streaming toepassingen. Aan de andere kant ondersteunt Bluetooth Low Energy een lagere gegevensdoorvoer en verlengt de levensduur van de batterij van Bluetooth-apparaten door het stroomverbruik aanzienlijk te verminderen.

BLE-enabled IoT-apparaten worden meestal gebruikt samen met slimme apparaten zoals uw smartphone, die helpt gegevens naar de cloud te leveren. Vanwege de lage stroomvereisten wordt BLE nu veel gebruikt in IoT-apparaten zoals smartwatches en slimme deursloten. BLE beacon-netwerken worden ingezet om nieuwe service-innovaties te ontrafelen, zoals contentlevering, navigatie in de winkel en gepersonaliseerde promoties.

6. RFID

Radiofrequentie-Identificatie (RFID) maakt gebruik van radiogolven om kleine hoeveelheden gegevens van een RFID-tag over te dragen naar de lezers op korte afstand. Deze IoT draadloze technologie kan buiten de zichtlijn werken of wanneer deze is bevestigd met tags die binnen een paar centimeter of zelfs enkele meters kunnen worden gelezen.

door RFID-tags aan al uw apparatuur en producten te bevestigen, kunt u uw activa en inventaris in real-time volgen voor een geoptimaliseerde supply chain en een betere productie-en voorraadplanning. Dit heeft geleid tot een grote IoT revolutie in de logistiek, gezondheidszorg en retail industrie.

de RFID IoT-revolutie maakt nieuwe IoT-toepassingen mogelijk, zoals slimme spiegels, slimme planken en self-checkout, in de detailhandel. Voor de gezondheidszorg faciliteert RFID IoT-toepassingen zoals ziekenhuispatiëntvolgsystemen, geautomatiseerde inventaris en het volgen en beheren van dure ziekenhuisapparatuur.

waarnaar moet worden gezocht in draadloze technologieën voor IoT-toepassing

verschillende IoT-toepassingen hebben verschillende specifieke eisen. Daarom is het cruciaal om ervoor te zorgen dat u de juiste draadloze technologie kiest voor uw unieke IoT-project. Hier zijn enkele van de belangrijkste dingen om te zoeken in draadloze technologieën:

• kwaliteit van de dienstverlening

een van de belangrijkste dingen om te overwegen bij het kiezen van een draadloze technologie voor uw IoT-project is de kwaliteit van de Service. Om een uitstekende QoS en betrouwbaarheid van uw draadloze technologie te garanderen, controleert u de dataontvangstsnelheid. Doorgaans zorgt een hoge dataontvangstsnelheid ervoor dat kritieke IoT-gegevens worden overgebracht wanneer deze het meest nodig zijn voor een tijdige reactie op dreigende problemen.

• schaalbaarheid

het kiezen van een schaalbaar IoT-protocol is cruciaal voor netwerkuitbreiding omdat er in de toekomst steeds meer eindapparaten worden toegevoegd. Een geweldige manier om de schaalbaarheid te bepalen is door het aantal ondersteunde IoT-apparaten of dagelijkse berichten die door één basisstation kunnen worden verzonden.

• stroomverbruik (in standby)

apparaten en sensoren op batterijen moeten energiezuinig zijn om oplaadcycli en batterijvervangingen te verminderen, wat een aanzienlijke invloed kan hebben op de hoeveelheid gegevens die u verzendt of ontvangt. Ook kan een laag stroomverbruik de total cost of ownership drastisch verlagen, waardoor u duurzame bedrijfsdoelstellingen kunt bereiken.

• mobiliteit

snelle datatransmissie van eindapparaten vergemakkelijkt belangrijke IoT-toepassingen, zoals telematica voor het wagenpark en veiligheid van werknemers.

• beveiliging

om de beveiliging en integriteit van gegevens tijdens de overdracht te garanderen, kiest u voor multi-layer encryptie met robuuste authenticatie-en identificatiesystemen.

• beheer van netwerken

afhankelijk van de complexiteit van uw IoT-strategie en use case, moet u bepalen wie het netwerk zal beheren en of u over de nodige automatiseringstools en middelen beschikt om het te ondersteunen.

• bereik

typisch, hoe dichter de modulatie, hoe groter de frequentie en hoe kleiner het bereik wordt. Dit beïnvloedt ook het vermogen om obstakels te penetreren. Als zodanig, kies het juiste bereik op basis van uw specifieke use case. Wi-Fi, Zigbee of Bluetooth kunnen bijvoorbeeld geweldige opties zijn voor smart home-toepassingen, omdat ze geen line-of-sight vereisen, een beter bereik bieden en meer gegevens kunnen verzenden.

conclusie

zoals u hebt gezien, zijn er veel geweldige draadloze technologieën voor IoT-toepassingen. Echter, geen enkele technologie is one-size-fits-all. Als zodanig, het kiezen van de beste draadloze technologie in de eerste plaats afhankelijk van de specifieke eisen en behoeften van uw IoT project. Ook kan een nauwkeurige beoordeling van de bandbreedte, het stroomverbruik, QoS, netwerkbeheer, beveiliging en bereik helpen bij het beperken van uw opties en uiteindelijk kiezen voor de meest geschikte technologie voor uw IoT use case.

Als u niet alleen door de complexe en steeds evoluerende IoT-ruimte wilt navigeren, zijn er IoT-experts die u kunnen helpen de juiste beslissing te nemen met de beschikbare IoT-opties voor draadloze technologie.

over de auteur:

Arthur Rowley is een fervent schrijver gespecialiseerd in technologie en marketing. Na jaren finessing zijn ambacht, hij kan u nu verzekeren dat hij veel bijval voor deze gebieden en is gewijd aan het verstrekken van hoge kwaliteit blogging content.