物联网介绍与连接选项

众所周知,物联网是一个不需要人为干预就能使“物体”相互通信的网络。在物联网出现之前,联网设备需要人类产生或处理信息。智能手机、笔记本电脑和台式机都属于个人联网设备。
网络连接是物联网难题的一部分,它使“事物”能够相互交流和交换数据。网络连接可以通过有线或无线网络实现。然而,有线网络不适合大多数物联网应用,因为其覆盖范围仅限于网线可到达的区域。大多数物联网应用需要更大的覆盖范围,因此我们将讨论无线网络连接。
物联网连接选项
物联网有许多网络连接选项,如蜂窝移动、卫星、Wi-Fi、低功耗广域网(LPWAN)和蓝牙。
选择网络连接选项时,有许多因素需要考虑:覆盖范围(可以发送数据的最大距离)、带宽(可以发送多少数据)、功耗(电池续航时间)、成本、可靠性和可用性等。
最佳网络连接选项将具有大范围、高带宽、低成本和低功耗。不幸的是,这种连接技术还不存在,例如,增加覆盖范围往往会增加功耗,而增加带宽通常会增加成本。
让我们来看看物联网最常用的一些网络连接选项。
低功耗广域网 (LPWAN)
低功耗广域网(LPWAN),如Lora和Sigfox,相对较新的,只有少数国家拥有全国范围的低功耗广域网。据麦肯锡称,在2017年,低功耗广域网覆盖了全球20%的人口。此外,麦肯锡预计,到2022年,低功耗广域网将覆盖全球100%的人口。
很明显,低功耗广域网(LPWAN)有两个重要特征:
1、低功耗(使用可持续数年的小型电池)
2、远距离通信(以公里为单位)
LPWAN技术基于间歇性发送少量数据的概念(例如,一天几次),这使得低功耗成为可能。
LPWAN的一个用例是智能废物管理,其中垃圾箱配备有液位传感器,仅在需要时清理。在这种用例中,偶尔向云端发送少量数据就足够了。与其拥有一个实时监控系统,不如拥有能够维持很长时间(例如几年)的电池和每个垃圾箱合理的网络连接成本。
蜂窝移动
蜂窝移动连接是最常见的选择:它是您手机用来发送和接收数据的一种网络连接方式。
蜂窝移动连接有许多好处,它是一种可靠的选择,除了高带宽之外,它还提供远距离通信。蜂窝移动连接也具有良好的可用性(与目前的LPWAN不同)。
缺点是,蜂窝移动连接具有相对较高的成本和较高的功耗。然而,有一些新的蜂窝网络旨在解决这些问题,其中之一就是窄带物联网(NB-IOT),这是一种利用现有蜂窝网络基础设施的LPWAN技术。
由于其高功耗和高成本,对于许多物联网用例来说,蜂窝移动连接不是最佳选择。但是,它可以用于跟踪远距离移动的昂贵资产(如车辆、船运集装箱等)。
卫星
卫星通信具有高带宽和高范围,但它也有较高的功耗。卫星通信的好处是它可以在地球上任何地方工作。因此,如果您需要接收集装箱在海洋中航行信息的话,卫星通信可能是唯一选择。
蓝牙低功耗和Wi-Fi
蓝牙和Wi-Fi是近距离通信的最佳选择。它们比LPWAN具有更高的带宽,比卫星和蜂窝移动网络的功耗更低。
除了传统的蓝牙,还有一个更新的版本,叫做蓝牙低功耗(BLE)。BLE使用的技术能够实现更低的功耗,它只需要传统蓝牙所需能量的一小部分。
使用蓝牙或Wi-Fi的物联网用例的一个例子是医院资产跟踪。通过使用多个蓝牙或WI-FI接入点,您可以通过三角测量来确定资产的位置。

物联网延伸得很深:有物联网功能的设备,例如,智能个人设备、智能家居设备、智能汽车,甚至智能城市设施,都能感知、处理、存储数据,并采取相应操作。智能药盒可以监视病人是否按时吃药,提醒吃药,通知患者家属照顾病人按时服药,甚至提前购买快用完的药。 智能锁可用手机开门和锁门,监控所有活动,设置访问时段,提醒业主注意非法进入。
  根据的研究报告,到2025年物联网设备的总量预计超过750亿台,远远超过联合国预测的那一年的81亿地球人口。物联网设备将我们的生活变得更安全、更舒适,有助于优化资源的利用率。物联网体系结构是这个更长的价值链与外部世界交互的窗口。

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