物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 始于連接性，它的核心是互聯(lián)網(wǎng)，基于互聯(lián)網(wǎng)之上，從人與人相連，實(shí)現(xiàn)人與物、物與物相連。物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)廣泛多樣且的領(lǐng)域，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)多種通信解決方案。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)方式多樣，例如網(wǎng)狀、星形拓?fù)涞?。目前工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)被廣泛應(yīng)用的是這幾種最常見的物聯(lián)網(wǎng)無線技術(shù)。
每個(gè)解決方案在各種網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)中都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，因此最適合不同的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景。
蜂窩網(wǎng)絡(luò)在消費(fèi)類移動(dòng)市場(chǎng)中已確立地位，提供可靠的寬帶通信，支持各種語音通話和視頻流應(yīng)用。不利的一面是，它們帶來了非常高的運(yùn)營(yíng)成本和電力要求。
雖然蜂窩網(wǎng)絡(luò)不適用于大多數(shù)由電池供電的傳感器網(wǎng)絡(luò)供電的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，但它們非常適合工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景，例如工廠流水線的視頻監(jiān)控、冷鏈物流運(yùn)輸、智慧電力、油品監(jiān)控、物流中的車隊(duì)管理。生活中的應(yīng)用也可以用到，例如智能快遞柜、自助售賣機(jī)、智能交通監(jiān)控等，都可以依賴無處不在的高帶寬蜂窩連接。
具有高速移動(dòng)支持和超低延遲的蜂窩下一代 5G 定位為自動(dòng)駕駛汽車和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的未來。5G 還有望在未來實(shí)現(xiàn)用于公共安全的實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控、用于制造業(yè)數(shù)據(jù)集的實(shí)時(shí)移動(dòng)傳輸，以及一些對(duì)時(shí)間敏感的工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用，代表設(shè)備5G工業(yè)路由器。
以太網(wǎng)是連接有線局域網(wǎng)(LAN)或廣域網(wǎng) (WAN) 中設(shè)備的傳統(tǒng)技術(shù)。它使設(shè)備能夠通過一套規(guī)則或共同的網(wǎng)絡(luò)語言的協(xié)議相互通信。
常見的以太網(wǎng)傳輸設(shè)備——串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)服務(wù)器(又稱“串口服務(wù)器”)，用于使串口設(shè)備基于 IP 的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。它將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)兼容信號(hào)，允許網(wǎng)絡(luò)連接的應(yīng)用程序和機(jī)器遠(yuǎn)程使用這些信號(hào)。串口服務(wù)器通過提供有線網(wǎng)絡(luò)連接充當(dāng)本地連接外圍設(shè)備的中間人。這樣，組織可以使用未配備本地網(wǎng)絡(luò)功能的舊設(shè)備。
串口服務(wù)器的工作，通過創(chuàng)建虛擬串行端口。創(chuàng)建的虛擬 COM 接口模擬物理串行端口，用于將外圍設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)。串口服務(wù)器分配 TCP 端口和 IP 地址，以方便用戶與連接設(shè)備之間的通信。串口服務(wù)器還將網(wǎng)絡(luò)流量路由到指定的串行設(shè)備上。
串口服務(wù)器具有多種適合不同使用場(chǎng)景的樣式和配置。在同一物理辦公室的同事之間共享打印機(jī)，可以使用串口服務(wù)器實(shí)現(xiàn)。在需要對(duì)連接的設(shè)備進(jìn)行額外控制的情況下，使用更復(fù)雜的序列到以太網(wǎng)設(shè)備服務(wù)器。全加密和身份驗(yàn)證可在以太網(wǎng)串行設(shè)備服務(wù)器上使用，這些服務(wù)器在安全性很重要時(shí)(如工業(yè)應(yīng)用或自動(dòng)裝配線)中使用。
低功耗廣域網(wǎng) (LPWAN)是物聯(lián)網(wǎng)中的新現(xiàn)象。通過在可使用多年的小型廉價(jià)電池上提供遠(yuǎn)程通信，這一系列技術(shù)專門用于支持遍布廣大工業(yè)和商業(yè)園區(qū)的大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。
LPWAN 可以真正連接所有類型的物聯(lián)網(wǎng)傳感器——促進(jìn)從資產(chǎn)跟蹤、環(huán)境監(jiān)控和設(shè)施管理到占用檢測(cè)和消耗品監(jiān)控的眾多應(yīng)用。盡管如此，LPWAN 只能以低速率發(fā)送小數(shù)據(jù)塊，因此更適合不需要高帶寬且對(duì)時(shí)間不敏感的用例。
此外，并非所有 LPWAN 都是平等的。今天，存在在許可(NB-IoT、LTE-M)和未許可(例如MYTHINGS、LoRa、Sigfox 等)頻譜中運(yùn)行的技術(shù)，在關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)因素中具有不同程度的性能。例如，雖然功耗是基于蜂窩的許可 LPWAN 的主要問題;在采用未經(jīng)許可的技術(shù)時(shí)，服務(wù)質(zhì)量和可擴(kuò)展性是主要考慮因素。 如果您想確保長(zhǎng)期的可靠性、安全性和互操作性，標(biāo)準(zhǔn)化是另一個(gè)需要考慮的重要因素。
在此處了解有關(guān)此無線 IoT 技術(shù)系列的主要考慮因素的更多信息。
為您的物聯(lián)網(wǎng)用例選擇最佳無線技術(shù)，需要準(zhǔn)確評(píng)估帶寬、QoS、安全性、功耗和網(wǎng)絡(luò)管理。
Cat-1，學(xué)術(shù)上稱為Cat-M1，也稱為L(zhǎng)TE-M，也是3GPP作為L(zhǎng)TE標(biāo)準(zhǔn)第13版的一部分開發(fā)的低成本LPWAN技術(shù)，也是專為物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目構(gòu)建的低功率寬域 (LPWAN) 蜂窩技術(shù)。它是NB-IoT的補(bǔ)充技術(shù)，速度更快，上傳和下載速度為1Mbps，延遲時(shí)間更低，為10到15毫秒。
與大多數(shù) LPWAN 網(wǎng)絡(luò)一樣，Cat1 在遠(yuǎn)程傳輸中低量數(shù)據(jù)時(shí)功能最佳。
Cat M1 的平均傳輸功率為 1.4 MHZ 頻譜，傳輸功率為 20Bm，上傳速度平均在 200 kbps 到 400 kbps 之間。
在中低速率市場(chǎng)，Cat-1有諸多優(yōu)勢(shì)：
?。?）網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方面，Cat1可以無縫接入現(xiàn)有LTE網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，無需針對(duì)基站進(jìn)行軟硬件升級(jí)，網(wǎng)絡(luò)覆蓋成本低;
（2）芯片成本方面，經(jīng)過系統(tǒng)優(yōu)化后，模組的硬件架構(gòu)更簡(jiǎn)單，集成度更高，外圍硬件成本更低;
?。?）模組方面，市場(chǎng)玩家眾多、競(jìng)爭(zhēng)慘烈，Cat1模組價(jià)格不斷被拉低。
鑒于 Wi-Fi 在為企業(yè)和家庭環(huán)境提供高吞吐量數(shù)據(jù)傳輸方面的關(guān)鍵作用，幾乎無需解釋。然而，在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，其在覆蓋范圍、可擴(kuò)展性和功耗方面的主要限制使得該技術(shù)不那么流行。
對(duì)于由電池供電的物聯(lián)網(wǎng)傳感器的大型網(wǎng)絡(luò)，尤其是在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和智能建筑場(chǎng)景中，Wi-Fi 對(duì)能源的要求很高，通常不是可行的解決方案。相反，它更適合連接可以方便地連接到電源插座的設(shè)備，如智能家居小工具和電器、數(shù)字標(biāo)牌或安全攝像頭。
Wi-Fi 6 – 最新的 Wi-Fi 一代 – 大大增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)帶寬(即 <9.6 Gbps)，以提高擁擠環(huán)境中每個(gè)用戶的數(shù)據(jù)吞吐量。有了這個(gè)，該標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)備好升級(jí)公共 Wi-Fi 基礎(chǔ)設(shè)施，并通過零售和大眾娛樂領(lǐng)域的新數(shù)字移動(dòng)服務(wù)改變客戶體驗(yàn)。此外，用于信息娛樂和車載診斷的車載網(wǎng)絡(luò)預(yù)計(jì)將成為 Wi-Fi 6 最具顛覆性的用例。然而，開發(fā)可能需要更多時(shí)間。
藍(lán)牙屬于無線個(gè)域網(wǎng)范疇，是一種短距離通信技術(shù)，在消費(fèi)市場(chǎng)中處于有利地位。經(jīng)典藍(lán)牙最初用于消費(fèi)設(shè)備之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)(最多七個(gè)從節(jié)點(diǎn))數(shù)據(jù)交換。低功耗藍(lán)牙針對(duì)功耗進(jìn)行了優(yōu)化，后來被引入以解決小規(guī)模消費(fèi)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
支持 BLE 的設(shè)備大多與電子設(shè)備結(jié)合使用，通常是用作將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆频募€器的智能手機(jī)。如今，BLE 被廣泛集成到健身和醫(yī)療可穿戴設(shè)備(例如智能手表、血糖儀、脈搏血氧儀等)以及智能家居設(shè)備(例如門鎖)中，從而可以方便地將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街悄苁謾C(jī)并在智能手機(jī)上進(jìn)行可視化。
2017 年發(fā)布的藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)規(guī)范旨在實(shí)現(xiàn)更具可擴(kuò)展性的 BLE 設(shè)備部署，尤其是在零售環(huán)境中。BLE 信標(biāo)網(wǎng)絡(luò)提供多種室內(nèi)定位功能，已被用于解鎖新的服務(wù)創(chuàng)新，例如店內(nèi)導(dǎo)航、個(gè)性化促銷和內(nèi)容交付。
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