Internet Rzeczy (IoT) zmienił sposób interakcji z „rzeczami” na głębokie sposoby. Internet Rzeczy (IoT) zmienił sposób interakcji z „rzeczami” na głębokie sposoby. Od ulubionego domu rozrywki, zarządzania flotą, po automatykę domową, Internet Rzeczy ma zastosowanie w prawie każdej branży. Aby umożliwić bezbłędną interakcję i wymianę danych między produktami IoT, takimi jak inteligentne zamki do drzwi, czujniki medyczne i smartwatche, musisz mieć najlepszą technologię bezprzewodową.
jednak zakres wymagań aplikacji IoT różni się bardzo w zależności od przypadku. W związku z tym musisz wybrać najlepszą technologię bezprzewodowego internetu rzeczy dla swojego unikalnego przypadku użycia. Dobrą wiadomością jest to, że istnieje wiele świetnych opcji bezprzewodowych do wyboru. Niezbyt dobrą wiadomością jest to, że nie ma jednego uniwersalnego rozwiązania łączności.
aby pomóc Ci wybrać odpowiednie rozwiązanie komunikacyjne dla nadchodzącego projektu IoT, porównamy popularne technologie bezprzewodowe w IoT i ich idealne zastosowania.
więc zaczynajmy.
porównanie technologii bezprzewodowych IoT
LPWANs
ta technologia bezprzewodowa jest nowym zjawiskiem w IoT. Sieci LPWAN zapewniają niską moc i niski koszt komunikacji dalekiego zasięgu wymaganej w sieciach IoT o dużej skali. Transceivery LPWAN są zoptymalizowane pod kątem zużycia energii, działają na małych, niedrogich bateriach, które wystarczają na lata. Technologie LPWAN zapewniają łączność dla aplikacji i urządzeń, które wymagają rzadkiego transferu danych, niskich prędkości i niskiej mobilności, takich jak czujniki IoT. Umożliwienie tysiącom czujników na szerokich obszarach komunikacji przy zachowaniu niskiego zużycia energii sprawia, że sieci LPWAN są niezwykle przydatne do wdrożenia IoT.
niektóre aplikacje obejmują monitorowanie materiałów eksploatacyjnych, monitorowanie środowiska, wykrywanie zajętości i śledzenie zasobów. Należy również pamiętać, że sieci LPWAN obejmują różne technologie i konkurencyjne standardy. Przykłady technologii LPWAN, które działają w licencjonowanym spektrum To LTE-M I NB-IOT, a działające w nielicencjonowanym spektrum to Sigfox, MYTHINGS i LoRa.
różne technologie LPWAN mają różne stopnie wydajności w różnych scenariuszach. Na przykład skalowalność i jakość usług mogą stanowić istotne problemy w przypadku nielicencjonowanych technologii i zużycia energii przez licencjonowane sieci LPWAN. Pamiętaj, aby rozważyć standaryzację sieci LPWAN, aby zapewnić bezpieczeństwo, niezawodność i interoperacyjność sieci IoT.
Sieci komórkowe (4G/5G)
Sieci komórkowe zapewniają niezawodną komunikację szerokopasmową na rynku telefonii komórkowej, taką jak streaming wideo i aplikacje do połączeń głosowych. Jednak te technologie bezprzewodowe charakteryzują się wysokim zużyciem energii i wysokimi kosztami operacyjnymi.
to sprawia, że łączność komórkowa jest idealna głównie do zastosowań, które nie używają sieci czujników zasilanych bateryjnie, takich jak zarządzanie flotą, kierowanie ruchem, infotainment w samochodzie, Telematyka floty i wiele innych. Zamiast tego łączność komórkowa służy jako doskonały backhaul za pomocą sieci LPWAN do łączenia się z urządzeniami i czujnikami IoT. Cellular łączy się następnie z chmurą, aby dostarczać dane IoT.
w przestrzeni IoT oczekuje się, że technologia komórkowa, taka jak 5G z ultra-niskim opóźnieniem i obsługą szybkiej mobilności, będzie przyszłością rozszerzonej rzeczywistości i autonomicznych pojazdów. Dzięki opóźnieniom komunikacji dziesięciokrotnie mniejszym niż 4G, 5G stanowi również doskonałą opcję dla krytycznych czasowo aplikacji, takich jak przemysłowe maszyny IoT, połączone zdrowie i bezpieczeństwo publiczne.
nowe technologie komórkowe, takie jak NB-IoT i LTE-m, umożliwiają różne rodzaje aplikacji IoT, zmniejszając zapotrzebowanie na moc i koszt transmisji danych na czujnik. Na przykład możesz użyć bezprzewodowej technologii NB-IoT do zdalnych czujników środowiskowych do pomiaru różnych czynników pogodowych, takich jak ciśnienie, wilgotność, wiatr, temperatura i wiele innych.
te urządzenia obsługujące NB-IoT będą dostarczać regularne aktualizacje ze zdalnej lokalizacji, zapewniając jednocześnie niskie zużycie energii. Te czujniki mogą trwać ponad dekadę lub dłużej.
Wi-Fi
Wi-Fi jest obecnie najczęściej używaną technologią bezprzewodową. Podobnie jak sieci komórkowe i LPWAN, istnieją różne wersje Wi-Fi, w tym 802.11 b, 802.11 n, 802.11 a, 802.11 g i 802.11 ac. Standardy te różnią się znacznie pod względem zakłóceń sygnału ze źródeł zewnętrznych, szybkości transmisji danych i kosztów.
jedną z kluczowych różnic w stosunku do innych technologii bezprzewodowych jest to, że Wi-Fi transmituje na znacznie wyższych częstotliwościach. Oznacza to, że może przenosić więcej danych. Jednak Wi-Fi ma wysokie wymagania dotyczące zasilania i ograniczony zasięg. Problemy te, a także ograniczenia skalowalności, sprawiają, że Wi-Fi jest mniej powszechne w przestrzeni IoT.
Wi-Fi może być doskonałym wyborem dla zastosowań IoT, które nie używają urządzeń zasilanych bateryjnie, nie wymagają dużego zasięgu i muszą przesyłać ogromne ilości danych. Jako taki jest używany głównie w środowiskach domowych i biznesowych do łączenia routerów internetowych z urządzeniami takimi jak smartfony, komputery, gadżety inteligentnego domu i systemy bezpieczeństwa.
najnowsza generacja Wi-Fi, Wi-Fi 6, oferuje zwiększoną przepustowość sieci, zwiększając przepustowość danych na urządzenie, nawet w zatłoczonych środowiskach. Pomaga to zwiększyć publiczną infrastrukturę Wi-Fi, jednocześnie poprawiając wrażenia klientów dzięki usługom cyfrowym w sektorze rozrywki i handlu detalicznego.
ZigBee i inne protokoły Mesh
jest to kolejna technologia bezprzewodowa krótkiego zasięgu, która działa z częstotliwością 2,4 GHz i zużywa bardzo mało energii. Standard jest standardem IEEE 802.15.4 i jest zwykle wdrażany w topologii mesh do przesyłania danych z czujników IoT przez wiele węzłów czujników w celu zwiększenia zasięgu.
podczas gdy Zigbee ma wiele podobieństw z Bluetooth LE, jego sieć mesh może obsługiwać do 65 000 węzłów, czyli dwa razy więcej niż BLE może pomieścić. Zigbee ma również wyższe szybkości transmisji danych niż LPWAN, ale jest mniej energooszczędny.
ze względu na krótki zasięg mniejszy niż 100 metrów, Zigbee i inne technologie siatki, takie jak Z-Wave, są idealne do zastosowań IoT z węzłami równomiernie rozmieszczonymi w pobliżu. Dzięki temu Zigbee jest doskonałym wyborem do zastosowań automatyki domowej, takich jak sterowanie HVAC, inteligentne oświetlenie, inteligentne liczniki, energia domowa, monitorowanie bezpieczeństwa i inteligentne termostaty.
Bluetooth i BLE
Bluetooth to Technologia łączności bliskiego zasięgu, która należy do kategorii bezprzewodowych sieci osobistych. Początkowo został zaprojektowany dla bezprzewodowych zestawów słuchawkowych, ale od tego czasu rozszerzył się na wiele zastosowań, takich jak kontrolery gier wideo, drukarki, głośniki i wiele innych.
technologia Bluetooth ma również kluczowe znaczenie dla coraz większej przestrzeni IoT, w tym zastosowań przemysłowych i inteligentnych domów. W przeciwieństwie do Wi-Fi, Bluetooth jest opcją łączności bezprzewodowej o dużej przepustowości, niskim zasięgu i małej mocy, która działa w paśmie ISM 2,4 GHz. Może być stosowany w topologiach sieci star, mesh, broadcast i point-to-point. Obsługuje przepustowość 2 MB / s, z maksymalnie ośmioma podłączonymi urządzeniami.
istnieją dwie Wersje Bluetooth, mianowicie Bluetooth Low Energy (LE) i Bluetooth Classic, powszechnie stosowane w aplikacjach strumieniowych. Z drugiej strony, Bluetooth Low Energy obsługuje mniejszą przepustowość danych i wydłuża żywotność baterii urządzeń Bluetooth, znacznie zmniejszając zużycie energii.
urządzenia IoT z obsługą BLE są zwykle używane razem z urządzeniami inteligentnymi, takimi jak smartfon, co pomaga dostarczać dane do chmury. Ze względu na niskie zapotrzebowanie na moc, BLE jest obecnie szeroko stosowany w urządzeniach IoT, takich jak smartwatche i inteligentne zamki do drzwi. BLE beacon networks są wykorzystywane do odkrywania nowych innowacji usług, takich jak dostarczanie treści, nawigacja w sklepie i spersonalizowane promocje.
6. RFID
Identyfikacja radiowa (RFID) wykorzystuje fale radiowe do przesyłania niewielkich ilości danych z znacznika RFID do czytników w niewielkiej odległości. Ta bezprzewodowa technologia IoT może działać poza linią wzroku lub po połączeniu z tagami, które można odczytać w zasięgu kilku cali lub nawet kilku metrów.
dołączanie znaczników RFID do wszystkich urządzeń i produktów umożliwia śledzenie zasobów i zapasów w czasie rzeczywistym w celu zoptymalizowania łańcucha dostaw i lepszego planowania produkcji i zapasów. Doprowadziło to do Wielkiej Rewolucji IoT w logistyce, opiece zdrowotnej i handlu detalicznym.
rewolucja RFID IoT umożliwia nowe zastosowania IoT, takie jak inteligentne lustra, inteligentne półki i samodzielne kasy, w sektorze detalicznym. W służbie zdrowia RFID ułatwia aplikacje IoT, takie jak szpitalne systemy śledzenia pacjentów, zautomatyzowane inwentaryzacje oraz śledzenie i zarządzanie kosztownym sprzętem szpitalnym.
czego należy szukać w technologiach bezprzewodowych dla aplikacji IoT
różne aplikacje IoT mają różne specyficzne wymagania. W związku z tym kluczowe znaczenie ma wybór odpowiedniej technologii bezprzewodowej do unikalnego projektu IoT. Oto niektóre z kluczowych rzeczy, na które należy zwrócić uwagę w technologiach bezprzewodowych:
-
jakość usług
jedną z kluczowych rzeczy do rozważenia przy wyborze technologii bezprzewodowej dla projektu IoT jest jakość usług. Aby zapewnić doskonałą jakość i niezawodność technologii bezprzewodowej, sprawdź szybkość odbioru danych. Zazwyczaj wysoka szybkość odbioru danych zapewnia, że krytyczne dane IoT są przesyłane wtedy, gdy są najbardziej potrzebne do szybkiego reagowania na nieuchronne problemy.
-
skalowalność
wybór skalowalnego protokołu IoT ma kluczowe znaczenie dla rozbudowy sieci, ponieważ w przyszłości dodawanych jest coraz więcej urządzeń końcowych. Doskonałym sposobem na określenie skalowalności jest liczba obsługiwanych urządzeń IoT lub codzienne wiadomości, które mogą być przesyłane przez jedną stację bazową.
-
Pobór mocy
urządzenia i czujniki zasilane bateriami muszą być energooszczędne, aby zredukować cykle ładowania i wymiany baterii, co może znacząco wpłynąć na ilość wysyłanych lub odbieranych danych. Ponadto niskie zużycie energii może drastycznie obniżyć całkowity koszt posiadania, pomagając osiągnąć zrównoważone cele biznesowe.
-
mobilność
szybka transmisja danych z urządzeń końcowych ułatwia kluczowe aplikacje IoT, na przykład telematykę floty i bezpieczeństwo pracowników.
-
bezpieczeństwo
aby zapewnić bezpieczeństwo i integralność danych podczas transmisji, wybierz Szyfrowanie wielowarstwowe z solidnymi systemami uwierzytelniania i identyfikacji.
-
zarządzanie siecią
w zależności od złożoności strategii IoT i przypadków użycia należy określić, kto będzie zarządzał siecią i czy dysponujesz niezbędnymi narzędziami automatyzacji i zasobami do jej obsługi.
-
zakres
zazwyczaj im bardziej gęsta modulacja, tym większa częstotliwość i mniejszy zakres staje się. Wpływa to również na zdolność do penetracji przeszkód. W związku z tym wybierz odpowiedni zakres w zależności od konkretnego przypadku użycia. Na przykład Wi-Fi, Zigbee lub Bluetooth mogą być świetnymi opcjami dla aplikacji inteligentnego domu, ponieważ nie wymagają linii wzroku, oferują lepszy zasięg i mogą przesyłać więcej danych.
podsumowanie
jak widzieliście, istnieje wiele świetnych technologii bezprzewodowych do zastosowań IoT. Jednak żadna technologia nie jest uniwersalna. W związku z tym wybór najlepszej technologii bezprzewodowej zależy przede wszystkim od konkretnych wymagań i potrzeb projektu IoT. Ponadto dokładna ocena przepustowości, zużycia energii, QoS, zarządzania siecią, bezpieczeństwa i zasięgu może pomóc zawęzić opcje i ostatecznie wybrać najbardziej odpowiednią technologię dla danego przypadku użycia IoT.
jeśli nie chcesz samodzielnie poruszać się po złożonej i stale ewoluującej przestrzeni IoT, istnieją eksperci IoT, którzy pomogą Ci podjąć właściwą decyzję dzięki dostępnym opcjom technologii bezprzewodowej IoT.
o autorze:
Arthur Rowley jest zapalonym pisarzem specjalizującym się głównie w technologii i marketingu. Po latach doskonalenia swojego rzemiosła, może teraz zapewnić, że ma wiele uznania dla tych obszarów i jest zaangażowany w dostarczanie wysokiej jakości treści blogowych.