物聯(lián)網(wǎng)的連接選項(xiàng)與使用想法

物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)龐大的設(shè)備生態(tài)系統(tǒng)，可以無縫通信。連接性是物聯(lián)網(wǎng)難題中的關(guān)鍵部分。目前市場(chǎng)上有30多種物聯(lián)網(wǎng)連接技術(shù)?？紤]到現(xiàn)有選項(xiàng)的不斷演變和新選項(xiàng)的不斷發(fā)展，人們很容易在選擇中迷失方向。

那么，如何為特定項(xiàng)目選擇最佳的連接解決方案？根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，您應(yīng)該考慮的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)是帶寬、范圍和功耗。麥肯錫表示，物聯(lián)網(wǎng)社區(qū)正試圖創(chuàng)造一種解決方案，將高帶寬(用于遠(yuǎn)距離傳輸大量數(shù)據(jù))和低功耗完美結(jié)合起來。但是，由于還沒有人找到金蛋，因此仍然沒有一種協(xié)議可以支持所有用例。然而，對(duì)于特定行業(yè)，一些連接性解決方案比其他解決方案更為典型，因此我們可以根據(jù)典型用例對(duì)連接性技術(shù)進(jìn)行分組。

今天的連接性

今天有無數(shù)的連接選項(xiàng)，其中以太網(wǎng)以及各種短程和遠(yuǎn)程連接技術(shù)是主流。所有這些都被用于特定行業(yè)，并在不同的環(huán)境條件下發(fā)揮作用。這里有一些如何以及在哪里使用它們的想法。

▲以太網(wǎng)

以太網(wǎng)提供了一種快速、可靠和安全的方式將東西連接到互聯(lián)網(wǎng)。它通常用于建筑自動(dòng)化、智能家居和工業(yè)用例。一般來說，它在同一網(wǎng)絡(luò)中包含多個(gè)節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)中效果最佳。

為了充分利用以太網(wǎng)，節(jié)點(diǎn)必須盡可能靠近路由器。即使您在短距離應(yīng)用中使用以太網(wǎng)來維持家庭和建筑自動(dòng)化，以太網(wǎng)布線也可能會(huì)變得過于龐大，難以隱藏和管理。線纜可能是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。為了使以太網(wǎng)成為一種可行的選擇，建筑物必須設(shè)計(jì)以太網(wǎng)。

▲短程連接技術(shù)

短程連接技術(shù)為軟件開發(fā)人員提供了另一種將設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)的方式。最流行的短程技術(shù)是Wi-Fi、藍(lán)牙和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

對(duì)于需要大量數(shù)據(jù)的用例，Wi-Fi是一個(gè)很好的選擇。它提供卓越的吞吐量，非常適合建筑環(huán)境，有助于家庭自動(dòng)化，并有助于建筑能源管理。在這些方面，Wi-Fi比藍(lán)牙更受歡迎的關(guān)鍵原因是它比藍(lán)牙快20到30倍。

Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)可以成功連接到10米范圍內(nèi)的設(shè)備，并且能夠穿越墻壁等障礙物。然而，Wi-Fi的缺點(diǎn)是耗電量大，這可能會(huì)導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用出現(xiàn)問題。

藍(lán)牙支持連續(xù)傳輸大量數(shù)據(jù)，這也是它在消費(fèi)電子領(lǐng)域受歡迎的原因。作為領(lǐng)先的移動(dòng)連接解決方案之一，藍(lán)牙旨在滿足低功耗物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的需求，是可穿戴設(shè)備、健身跟蹤器和信標(biāo)的完美選擇。藍(lán)牙在突發(fā)性地傳輸小數(shù)據(jù)包的設(shè)備中運(yùn)行完美。除了低功耗之外，藍(lán)牙的主要優(yōu)勢(shì)之一是它在智能手機(jī)和其他移動(dòng)設(shè)備中的可用性。

網(wǎng)狀技術(shù)(Z-Wave和Zigbee)通常用于智能照明、安全系統(tǒng)、暖通空調(diào)系統(tǒng)和遠(yuǎn)程控制。這些連接性協(xié)議利用一個(gè)由互連節(jié)點(diǎn)組成的系統(tǒng)，在短程到中程距離上傳送小數(shù)據(jù)包。

Zigbee因其安全性、可擴(kuò)展性、靈活性和低功耗而被用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。與藍(lán)牙相比，Zigbee的集成成本更低。不過，Zigbee的一個(gè)缺點(diǎn)是，它與筆記本電腦和智能手機(jī)等設(shè)備不兼容。

使用Zigbee協(xié)議的設(shè)備需要連接到網(wǎng)絡(luò)集線器。而低數(shù)據(jù)速度(最大250 Kbps)是該協(xié)議的另一個(gè)問題。

Z-Wave是一種能耗很小的通信協(xié)議，并且專用于家庭自動(dòng)化。雖然Z-Wave比Zigbee慢六倍，但它可以用更少的能耗覆蓋同樣的距離。

▲遠(yuǎn)程連接技術(shù)

遠(yuǎn)程連接技術(shù)可覆蓋長(zhǎng)距離。有兩種典型的遠(yuǎn)程協(xié)議：LoRa和Sigfox。

LoRa經(jīng)常被用于大型物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目，比如智能建筑、智慧城市和智慧農(nóng)業(yè)。這個(gè)協(xié)議使得遠(yuǎn)距離通信成為可能，通訊距離大于10公里，從而解決了功耗和傳輸距離不能兼得的難題。

LoRa芯片組服務(wù)于全球許多物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。它是為數(shù)不多的能夠解決能源管理、自然資源減少、污染控制、基礎(chǔ)設(shè)施效率、災(zāi)難預(yù)防和其他領(lǐng)域挑戰(zhàn)的物聯(lián)網(wǎng)連接選項(xiàng)之一。

Sigfox提供了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，用于連接發(fā)送少量數(shù)據(jù)的低功耗物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。它具有高能效和可擴(kuò)展性，允許數(shù)以百萬計(jì)的電池供電設(shè)備連接到50公里的地方。合適的用例包括智能儀表、安全設(shè)備、環(huán)境傳感器和智能路燈等。

Sigfox之所以有效，是因?yàn)槠涑瓗Ъ夹g(shù)使用了稱為二進(jìn)制相移鍵控（BPSK）的無線電傳輸方法。Sigfox分兩步對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼：首先，它占用非常窄的頻譜塊；其次，它改變了載波無線電波的相位。這樣，接收機(jī)只能收聽一小段頻譜，以減輕噪音的影響。要管理網(wǎng)絡(luò)，您只需要廉價(jià)的終端無線電和可確保更好通信的基站即可。

明天的連接性

談到未來的連接性和先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)，必須提到5G和近地軌道衛(wèi)星，它們承諾更大的帶寬、更低的功耗和傳輸更多數(shù)據(jù)的能力。

▲5G

5G是一個(gè)理想的解決方案，適用于需要大量帶寬的應(yīng)用和大型機(jī)器類通信。第五代無線技術(shù)（5G）將能夠在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中連接大量傳感器和智能設(shè)備。隨著物聯(lián)網(wǎng)解決方案變得越來越復(fù)雜，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)越來越多，對(duì)帶寬的需求將會(huì)越來越大，而5G將會(huì)面臨這一挑戰(zhàn)。5G有望將智能機(jī)器統(tǒng)一到這樣一個(gè)環(huán)境中：在這種環(huán)境中，設(shè)備之間可以在更長(zhǎng)的距離和更短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)信息的無縫流動(dòng)。5G降低了功耗要求，延長(zhǎng)了電池壽命。

▲近地軌道衛(wèi)星

與大型地球同步衛(wèi)星相比，集群式近地軌道衛(wèi)星是連接偏遠(yuǎn)地區(qū)的更好選擇。盡管地球同步衛(wèi)星仍有其用途，但其可靠性較低、響應(yīng)速度較低，而且成本高昂。像SpaceX、OneWeb等公司正在奮起迎接挑戰(zhàn)，開發(fā)小型、近地球軌道衛(wèi)星，這些衛(wèi)星可以在任何地方運(yùn)行，并以集群形式部署。（來源物聯(lián)之家網(wǎng)）根據(jù)德勤洞察，除了為農(nóng)村和偏遠(yuǎn)社區(qū)提供互聯(lián)網(wǎng)接入之外，近軌道衛(wèi)星還可以成為能源、采礦、交通、甚至在偏遠(yuǎn)地區(qū)運(yùn)營(yíng)的金融等行業(yè)必不可少的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施工具。

總結(jié)

雖然當(dāng)今的連接選項(xiàng)無法完全跟上行業(yè)趨勢(shì)，但這也為明天的連接打開了改進(jìn)的空間。在公司設(shè)計(jì)其物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略時(shí)，他們必須對(duì)變化持開放態(tài)度，以滿足新的連接標(biāo)準(zhǔn)和客戶偏好。他們還應(yīng)研究新的業(yè)務(wù)模式，因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)連接性的發(fā)展可能會(huì)帶來一些令人驚訝的機(jī)會(huì)。