In diesem Artikel, Wir werden einige der am häufigsten verwendeten Low-Power-Wide-Area-Optionen betrachten, Fokus auf Mobilfunktechnologien (Schmalband-IoT und LT-M), sowie jene WPAN, die unlizenzierte Bandbreite verwenden, LoRa/LoRaWAN, und Sigfox. We’ll also figure out the differentiation between the technologies of LPWAN and WPAN. Rundfunktechnologie mit höheren Frequenzen kann mehr Daten und schnellere Bitraten übertragen als Niederfrequenzfunk. Höhere Frequenzen erfordern mehr Leistung, während der Hubbereich nicht so weit ist wie bei niedrigeren Frequenzen. In Gebäuden, bebaute Gebiete, oder Bereiche mit anderen Störquellen, Die Reichweite ist noch geringer. Jede Frequenz in einer Wohnung, Aufgrund der geringeren Interferenzen hat ein offenes Gebiet eine größere Reichweite als in einem bebauten Gebiet. Nach dem Erlernen dieser Grundlagen, we’ll also direct you on choosing the right technology for your application, unter Berücksichtigung der verfügbaren Leistung, die Datenmenge, die Sie übertragen müssen, und die Reichweite, die Sie erreichen möchten.
Es gibt viele RF-basierte Kommunikationslösungen für IoT-Geräte im Netzwerk. Der Diskussion halber, Wir teilen sie in zwei Kategorien ein:
Die WPAN-Technologie hat einen begrenzten Umfang, kann aber durch Mesh-Topologie erweitert werden. Maschentopologie ist eine Netzwerkimplementierung, bei der jedes Gerät wiederholt Signale an andere Geräte in der Nähe sendet. Als Inhalt unten unten, you’ll find that the main use cases for WPAN are those who don’t care much on range.
Wi-Fi kann mit 2,4 GHz oder 5 GHz betrieben werden. Weil diese Frequenzen höher sind, WLAN-Datenraten sind ebenfalls höher. Jedes Gerät hat eine 1:1 Beziehung zum Netzwerkrouter. Wie wir zuvor gesehen haben, Die Reichweite der Kommunikation ist aufgrund der hohen Frequenz von HF-Wellen sehr kurz. Herkömmliche Wi-Fi-Geräte haben einen höheren Strombedarf, Das bedeutet, dass die meisten verfügbaren Geräte mit Netzstrom betrieben werden müssen. W-lan 6 Der Parameter zielt darauf ab, den Stromverbrauch von Wi-Fi-IoT-Geräten zu verringern, damit IoT-Geräte Wi-Fi verwenden können. jedoch, there’s still a long way for devices using these new specifications to become easily accessible. WI-FI ist ideal für Situationen, in denen Massendaten sofort übertragen werden müssen. Beispielsweise: Kameraausrüstung, die 4K-Videoclips hochladen muss.
WI-FI-Lösungen passen zu den folgenden Anwendungen:
Wi-Fi-Lösungen sind für die folgenden Anwendungen nicht gut geeignet:
Unterstützt mehrere Bluetooth-Modi. Der relevanteste Modus für das Internet der Dinge ist Bluetooth Low Power (WURDEN). BLE arbeitet mit 2,4 GHz, überträgt aber nur eine geringe Datenmenge. In Ergänzung, Es verwendet auch die FHSS-Modulationstechnologie, um Interferenzen entgegenzuwirken. BLE-Bluetooth 4 implementiert Datenübertragung mit 1Mbps. Bluetooth 5 bringt es auf 2Mbps. Die BLE-Reichweite kann durch Bluetooth Mesh erhöht werden, indem Nachrichten zwischen Knoten übertragen werden, Sie müssen jedoch über eine große Anzahl von Knoten verfügen, um über einen weiten Bereich verbunden zu bleiben.
BLE-Lösungen eignen sich am besten für anspruchsvolle Anwendungen:
BLE-Lösungen sind nicht geeignet für:
Zigbee arbeitet mit 1000 MHz bzw. 2,4 GHz. Die Z-Welle arbeitet bei etwa 900 MHz. Das Signal wird weniger durch Interferenzen beeinträchtigt und ist leichter zugänglich, um Hindernisse mit niedrigeren Frequenzen zu überwinden. Niedrigere Frequenzen führen zu niedrigeren Datenraten. Während Z-Wave und Zigbee nur einen geringen Umfang haben, Die Gesamtreichweite des Netzwerks kann mit mehreren Geräten in einem Grid erweitert werden. Zigbee und Z-Wave sind ideal für Geräte mit geringem Energieverbrauch, die eine hohe Servicequalität und kleine Datenmengen erfordern, zum Beispiel, Lichtschalter und Temperatursensoren in Wohnungen.
Am besten geeignet sind Zigbee und Z-Wave:
Zigbee und Z-Wave sind dafür nicht geeignet:
LPWAN Technologien können die Anforderungen von Langstrecken- und Niedrigleistungsnetzen erfüllen. Wenn Ihr Netzwerk große Entfernungen überbrücken muss, oder Sie müssen Hindernisse wie Gebäude überqueren, Dann ist eine Low-Power-Wide-Area-Lösung eine großartige Option für Sie. Die Low-Power-Wide-Area-Lösung umfasst eine Reihe von Frequenzen über lizenzierte und nicht lizenzierte Bänder. In den folgenden Abschnitten, Wir werden einige der populäreren LPWAN-Technologien besprechen.
Mobilfunknetze verwenden lizenzierte Bänder, typischerweise im Bereich von 500 MHz bis 4 GHz, obwohl die 5G-Technologie Frequenzen verwenden kann, die näher an 100 GHz liegen. Anfänglich, Mobilfunknetze wurden für die Kommunikation mit hoher Datenrate geboren, zum Beispiel, Sprachanrufe, die mit höheren Frequenzen laufen, um größere Datenmengen zu übertragen. Je höher die Frequenz, je kürzer die Distanz, Daher gibt es jetzt Mobilfunkstandards speziell für die niederfrequente IoT-Kommunikation, um größere Entfernungen zu erreichen. Es gibt zwei wichtige Mobilfunkspezifikationen, die für IoT-Anwendungen berücksichtigt werden sollten.
Beide Technologien fallen unter 5G: das Schmalband-IoT
Die Frequenzen zellulärer Lösungen sind freizügig, es kann Interferenzen reduzieren, und Nachrichten können versendet werden. Als Ergebnis, Mobilfunktechnologie bietet qualitativ hochwertigen Service und geringe Latenzzeiten. Wenn Ihr Anwendungsfall sofortiges Handeln erfordert, such as shutting off a gas valve at a long distance once there’s a leak, dann können Sie Cellular in Betracht ziehen.
Mobilfunknetze gehören in der Regel Mobilfunkanbietern. Indem Sie ein Mobilfunknetz für Ihre IoT-Lösung auswählen, Sie können die bereits vorhandene Infrastruktur basierend auf der Abdeckung Ihres Zielgebiets nutzen. Nichtsdestotrotz, Mobilfunk-IoT-Spezifikationen sind relativ neu,that’s why network providers are still setting up their systems as a support. Möglicherweise stellen Sie auch fest, dass die Abdeckung Ihres Netzanbieters begrenzt ist, und Sie können die eine oder andere Spezifikation auswählen (Schmalband-IoT oder LTE-M) um Ihre Kunden zu bedienen. (Notiz: es ist unwahrscheinlich, dass beide von einem bestimmten Netzwerkanbieter implementiert werden.)
Ein Anwendungsfall, der sich für die Implementierung des zellularen IoT eignet, ist die Strommessung:
Sigfox und LoRa verwenden nicht lizenzierte Bänder zwischen 433 MHz und 928 MHz, um niederfrequente Signale über große Entfernungen zu übertragen. Wie wir sehen werden, Diese Technologien haben einige gemeinsame Merkmale. Im Gegensatz zu Mobilfunknetzen, LoRa-Netzwerke und Sigfox verwenden eine Sternnetzwerktopologie,Das bedeutet, dass Broadcast-Nachrichten von jeder Basisstation im spezifischen Bereich empfangen und an die Cloud gesendet werden können. Dies erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass das Signal erfasst wird, wenn sich das Gerät im Außenbereich mehrerer Basisstationen befindet. Sowohl Sigfox als auch LoRa können größere Entfernungen zurücklegen und verbrauchen weniger Energie als Cellular. Stattdessen, Beide haben langsamere Datenübertragungsgeschwindigkeiten und mehr Einschränkungen bei den Daten und der Frequenz. Pro Nachricht kann eine größere Datenmenge gesendet werden, mit LoRa häufiger ausgestrahlt, und holen Sie sich mit Sigfox die maximal mögliche Reichweite.
Was Sigfox und LoRa gemeinsam haben:
Sigfox
Sigfox wurde gegründet in 2010, das erste moderne Low-Power-Wide-Area zu werden. Sigfox verwendet nicht lizenzierte Bänder bei Frequenzen von 862 MHz bis 928 MHz, und verwendet eine ultraschmalbandige Modulation, um 100 Hz breite Nachrichten zu senden. Dies bedeutet, dass Sigfox-Geräte in zufälligen Kanälen über einen bestimmten Betriebsbereich übertragen, Dies kann hilfreich sein, um die Möglichkeit von Hintergrundgeräuschen zu reduzieren. Sigfox kann die maximale Reichweite aller von uns analysierten Technologien erreichen, aufgrund des verwendeten Schmalbands führt dies jedoch zu niedrigen Datenraten. Deswegen, eine kleine Datenmenge muss von jeder Nachricht mit weniger als übertragen werden 12 Bytes.
Sigfox-Benutzer können nicht mehr als sechs Nachrichten pro Stunde von einem Gerät an die Cloud senden (stromaufwärts) und nicht mehr als vier Nachrichten pro Tag aus der Cloud an ein Gerät (stromabwärts). Diese Einschränkungen bedeuten, dass Sigfox ideal für Low-Power-Anwendungen ist, die nur wenige einfache Werte pro Tag übermitteln müssen.
Sie mussten jetzt das öffentliche Sigfox-Netzwerk registrieren. But it’s ok as, Sigfox ermöglicht es Ihnen, private Instanzen Ihres Netzwerks zu betreiben, indem es PAN-Technologie anbietet.
LoRa verwendet je nach Region nicht lizenzierte Frequenzbänder zwischen 433 MHz und 928 MHz, und verwendet ein proprietäres CSS-Modulationsschema, um Daten über eine breitere Kanalbandbreite mit schmalen Bändern zu liefern (125, 250 und 500 kHz), auf diese Weise, niedrige Geräuschpegel und Anti-Jamming-Fähigkeiten können sichergestellt werden. Das Modulationsschema kann geändert werden, indem der Spreizfaktor geändert wird, um eine größere Entfernung auf Kosten der Leistung zu erreichen. LoRaWAN ist ein offenes Standardprotokoll, das die Kommunikation zwischen Gateways und Geräten definiert.
LoRa’s range is larger than Cellular, aber kleiner als Sigfox. Nichtsdestotrotz, it’s flexible of packet size limits, und Sie können mehr Daten übertragen als mit Sigfox, wenn die Konfiguration stimmt. Die Region, in der Sie sich befinden, und die Datenrate, die Sie unterstützen möchten, entscheiden über die maximale Paketgröße einer LoRa-Nachricht. Höhere Datenraten bedeuten kürzere Reichweiten, da die Frequenzen höher sind.
Viele öffentliche LoRaWAN-Netzwerkanbieter sind auf dem Markt. Sie können aber auch mit Ihrer eigenen Software und Ihrem eigenen Gateway ein privates Netzwerk aufbauen.
Roller hat eine Vielzahl von Operationen:
Vorteile von LoRaWAN:
Niedrige Frequenzen haben eine größere Reichweite und transportieren weniger Daten als hohe Frequenzen. WPAN-Technologien wie Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee und Z-Wave haben höhere Frequenzen und kurze Distanzen. Diese Optionen sind nicht ideal für Szenarien, in denen die Entfernung wichtig ist. LPWAN-Technologien können eine größere Reichweite erzielen und bei niedrigeren Frequenzen arbeiten als WPAN-Technologien. Wir haben festgestellt, dass die richtige Low-Power-Wide-Area-Technik von Ihrem Anwendungsfall abhängt. Mobilfunktechnologien wie NB-IoT und LTE-M sind großartige Optionen für Szenarien, in denen Mobilfunkabdeckung und Service vorhanden sind, Niedrige Latenz und große Datenmengen sind wichtiger als Strom, da die Reichweite wahrscheinlich geringer ist. Sigfox eignet sich für Situationen, in denen Sie nur wenige Daten haben und diese über große Entfernungen mit geringem Stromverbrauch übertragen möchten. LoRa ermöglicht maximale Kontrolle, konfigurierbare Möglichkeit, größere Datenmengen zu versenden, indem einfach private Netzwerke eingerichtet werden, und Klasse C unterstützt eine geringere Latenz.
Intelligente Gebäude verändern unser Leben und Arbeiten, indem sie ein beispielloses Maß an Komfort bieten, Effizienz, und…
IoT ist zu einer transformativen Kraft in unserer vernetzten Welt geworden. It’s like the magical key…
Imagine a world without light...scary, Rechts? We’d all be stumbling around in the dark like…
Treten Sie ein in die faszinierende Welt der intelligenten Büroautomatisierung, where technology takes center stage and…
Es kann schwierig sein, Wälder im Auge zu behalten. They’re big, and the tangle of…
Durch starke Hitze verursachter Wasserstress kann das Pflanzenwachstum beeinträchtigen, especially for small…