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利用蜂窝技术扩展物联网
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利用蜂窝技术扩展物联网

2021-05-08 14:16:22 来源:科技(ji)微指南(nan) 点击(ji):643

【哔(bi)哥哔(bi)特导读】物(wu)联(lian)网(wang)设备(bei)的部署(shu)数(shu)量超过了历史上几乎任何其他类别的电(dian)子(zi)设备(bei)。物(wu)联(lian)网(wang)应用(yong)程序通常在大量部署(shu)时最(zui)有效,而(er)不是每人一台(tai)计(ji)算机。

物联网设备近来出现在从消费类电子产品(如可穿戴设备和智能家居传感器)到工业自动化,医疗保健,仓储物流等各个领域。许多对集中式台式机,笔记本电脑和移动计算世界有意义的技术和协议对于物联网技术正在创建的超低功耗设备的分散式网络并不具有同等效力。

物联网

Wi-Fi和蓝(lan)牙(ya)是消费者网(wang)络的(de)事实(shi)(shi)标准,并不能很好地(di)转化为物(wu)联(lian)网(wang)。Wi-Fi具有不错的(de)范围(wei),但(dan)耗电量很大(da)。蓝(lan)牙(ya)功耗低,但(dan)射程差。两种解(jie)决方(fang)案都(dou)不能很好地(di)扩展,因为它(ta)们需要路 事实(shi)(shi)上,对于已经(jing)存在的(de)物(wu)联(lian)网(wang)网(wang)络问题有一个可(ke)行的(de)解(jie)决方(fang)案,我们每(mei)天(tian)都(dou)使(shi)用它(ta),移动通信(xin)网(wang)络。

物联网一词涵盖了各种各样(yang)(yang)的“事物”,从(cong)消费者方面的智能恒温器和(he)白(bai)色家(jia)电(dian)到工业(ye)方面的压力传感器,水表和(he)智能灌溉系统(tong)。但是,虽然(ran)它们所服务的应用程序和(he)市场可(ke)能非常多样(yang)(yang)化,但物联网设备具有一些(xie)关键(jian)特性。

许多物联网(wang)(wang)设(she)备都是电池供(gong)电的。对于移动应用,例如(ru)可穿戴设(she)备或资产跟(gen)踪器(qi),电池电源(yuan)是唯一(yi)的解决方案。然而,即使是没有花时间四处(chu)移动的物联网(wang)(wang)设(she)备,例如(ru)智能水(shui)表,管道压(ya)力(li)传(chuan)感器(qi)或工(gong)业自动化过程(cheng)中的恒温器(qi),也(ye)可以为了方便而使用电池供(gong)电,因为可能没有现成(cheng)的主电源(yuan)附近。

物联网设备通常位于意外(wai)且通常不方便的(de)地方。虽然(ran)大(da)多数(shu)消费者和企业电(dian)子设备都放(fang)在(zai)我们(men)的(de)办公桌(zhuo),家里或办公室里,并(bing)(bing)且可以(yi)依靠方便地接入电(dian)力,Wi-Fi和蜂(feng)窝接收,并(bing)(bing)且为了维护目(mu)的(de)而难以(yi)到达,但事实并(bing)(bing)非如(ru)此。物联网。智能停车(che)计时(shi)器可能位于地下车(che)库,蜂(feng)窝接收不良,附近没有电(dian)源。压力传感器可以(yi)位于沙漠中的(de)远程(cheng)管道中。资(zi)产跟踪(zong)器可以(yi)填充到运输容(rong)器的(de)底部,并(bing)(bing)且一次几个月不可访问。

最后(hou),物(wu)联网设(she)备(bei)的部(bu)署数(shu)(shu)(shu)量超过了历史上几乎任何其(qi)他(ta)类别的电子设(she)备(bei)。物(wu)联网应用程(cheng)序通常在大量部(bu)署时最有效,而不是每人一台计(ji)算机。无论是作(zuo)为停(ting)车(che)计(ji)时器,信标,灌溉传感(gan)器还是资(zi)产跟踪器,物(wu)联网部(bu)署通常都是数(shu)(shu)(shu)十,数(shu)(shu)(shu)百甚至数(shu)(shu)(shu)千个分立设(she)备(bei)。

这些特(te)性包(bao)括电(dian)池供(gong)电(dian),移动或远程安装以(yi)及大规模部署,为物联网(wang)连(lian)接带来(lai)了独特(te)且看似矛盾的(de)一系(xi)列挑战。所使用的(de)通信协(xie)议需(xu)要是无线的(de)并且具(ju)有良好的(de)穿透性,而且还具(ju)有最小的(de)功耗以(yi)允许长电(dian)池寿(shou)命和(he)不频繁的(de)维护(hu)。

Wi-Fi是用于消费者和(he)企业(ye)网络的(de)(de)传统无线(xian)协议,具有(you)良好(hao)的(de)(de)范围和(he)渗透率,但(dan)本质上(shang)是耗(hao)电的(de)(de),因此不适合电池驱动的(de)(de)设备。蓝牙虽(sui)然功耗(hao)低,但(dan)在实际环境中的(de)(de)范围有(you)限(xian),影响(xiang)了除最小(xiao)规模物(wu)联网部署(shu)之(zhi)外的(de)(de)其他所有(you)环境。需要另一个(ge)解决(jue)方案(an),蜂(feng)窝(wo)似(si)乎是最好(hao)的(de)(de)路线(xian)。

在(zai)某些(xie)方面,移动电话与物联网设备共享许(xu)多特征。这(zhei)些(xie)电池供电的(de)(de)移动设备连(lian)接到互(hu)联网,充满(man)了大(da)量的(de)(de)传(chuan)感器,并将我们的(de)(de)物理世(shi)界(jie)与云接口连(lian)接起来。因此理想的(de)(de)物联网协议可(ke)能具有某些(xie)细胞属性是有道理的(de)(de)。

蜂窝网络最(zui)显着(zhe)的好处是它为(wei)最(zui)终用户提供(gong)了一种非常容易(yi)设(she)(she)置和易(yi)于使(shi)用的通(tong)信协议。如前所述,Wi-Fi网络需要路(lu)由(you)器(qi)连接(jie)到互联网和客(ke)户端设(she)(she)备,然后(hou)需要随(sui)后(hou)进行编程以(yi)连接(jie)到Wi-Fi网络。蓝牙网络需要类似(si)的步骤(zhou)。

另一方面,蜂(feng)窝网络(luo)要求最终(zhong)(zhong)用户在其设(she)备(bei)(bei)中简单(dan)地安装(zhuang)SIM卡(ka),然后(hou)设(she)备(bei)(bei)自身进行配置(zhi)(zhi)并自动(dong)连(lian)(lian)接(jie)到可(ke)用网络(luo)。如果将设(she)备(bei)(bei)移(yi)动(dong)到其他(ta)位置(zhi)(zhi),只(zhi)要有(you)兼容的网络(luo),它就会自动(dong)切换。没(mei)有(you)配置(zhi)(zhi),没(mei)有(you)路由器设(she)置(zhi)(zhi),没(mei)有(you)设(she)置(zhi)(zhi)密码,并且最终(zhong)(zhong)用户调试的连(lian)(lian)接(jie)问题非常(chang)少。它很简单(dan)。

对于物联网应用,这种易于使用的网络可以改变游戏规则。无需聘请网络专家来规划需要多少台路由器来支持一定数量的设备,配置它们然后配置客户端设备,蜂窝网络的即插即用特性使最终用户无需添加物联网连接网络部门。

蜂(feng)窝连接(jie)也(ye)是可大(da)规模扩(kuo)(kuo)展(zhan)的。随着更(geng)多(duo)设备(bei)添(tian)加到(dao)网络(luo),无需(xu)购买和配置其他路由器。只要有(you)网络(luo)覆盖,扩(kuo)(kuo)展(zhan)只是意味着添(tian)加更(geng)多(duo)设备(bei)。

尽管我们在智能手机中熟(shu)悉的(de)蜂窝连接具(ju)有其固有的(de)优势,但它并不适合大多数(shu)物联网(wang)应(ying)用。任(ren)何为智能手机购买(mai)移动电(dian)源(yuan)的(de)人都知道,LTE连接可以快速耗(hao)尽电(dian)池(chi)。

随着物联网的发展,它需要拥有合适的基础设施,以使其充分发挥其潜力。虽然传统的无线协议(如Wi-Fi和蓝牙)已经为我们所熟悉,但它们在物联网实施所期望的规模上并不能很好地发挥作用。来自3GPP组的LTE标准的最新版本引入了该蜂窝标准的新类别,以专门解决物联网用例。通过调整带宽以匹配物联网要求,这些LTE类别可以实现非常低的功耗和强大的信号穿透。电池寿命可达数年,而且设备将具有远程连接和蜂窝通信的固有移动性的优点。但最重要的是,基于LTE的物联网连接提供了令人难以置信的易于设置和可扩展性。

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