LPWAN IoT: Почему LPWAN необходим в мире Интернета вещей ?

It’s becoming harder to see a future without the Internet of Things in our daily lives. Мы все больше полагаемся на все больше объектов, поддерживающих связь с сетью., который может не только отправлять и получать данные, но и выполнять определенные задачи. Наш мир наполнен датчиками и камерами LPWAN IoT, передающими разнообразную информацию., от уровня загрязнения атмосферы до состояния трафика, геолокации скутеров и велосипедов для совместного использования на населенных улицах.

Тот факт, что Интернет вещей становится нормой в нашей повседневной жизни, означает, что есть элементы, которые приводят к экспоненциальному росту его экосистемы.. С другой стороны, IoT’s network connectivity – a backbone of the Internet of Things – has been mainly stimulated by LPWAN IoT technology. Преобладание этой технологии в развитии Интернета вещей можно в основном наблюдать в промышленном секторе..

Рыночные отчеты предсказывают, что количество устройств с поддержкой IoT будет увеличиваться с 8.6 от миллиарда до 29.42 миллиард (2019 – 2030), при этом LPWAN IoT является основным драйвером этого роста. A recent market report that extensively analyzes LPWAN’s contribution to IoT growth estimates that the fastest-growing IoT communication technology within the next half-decade will be LPWAN. В том же отчете прогнозируется, что количество устройств IoT, использующих LPWAN, будет расти на 109% каждый год, превышает миллиард устройств на 2023.

Общие сведения о глобальных сетях с низким энергопотреблением

Это радиотехнологии, поддерживающие беспроводную связь на больших расстояниях.. В отличие от беспроводных технологий, таких как Bluetooth и Wi-Fi, которые передают большие пакеты данных на короткие расстояния., LPWAN отправляет меньшие пакеты данных, но на большие расстояния..

Существует несколько способов разработки и развертывания сетей LPWAN в зависимости от предполагаемого приложения.. LPWAN можно разделить на две категории: несотовая и сотовая. В сотовых сетях LPWAN используются лицензированные частоты, такие как LTE-M и NB-IoT.. С другой стороны, несотовые сети LPWAN работают в нелицензионных радиодиапазонах ISM, таких как LoRa и Sigfox. Эта разница делает конечное применение обоих классов совершенно разными..

Примеры ведущих несотовых технологий LPWAN IoT

Today’s most commonly used non-cellular protocols are Sigfox and LoRa.

Sigfox использовал сверхузкополосную модуляцию, который является одним из самых эффективных методов передачи данных. Однако, он может отправлять только небольшие объемы данных (столько, сколько 12 байты данных). Поскольку протокол установлен по всей стране, он сыграл важную роль в создании широкого покрытия LPWAN IoT в крупных городах США для устройств IoT..

Sigfox devices don’t require access points or gateways since Sigfox-enabled devices can easily connect to the cloud through Sigfox towers – just like regular cell towers. Поскольку у Sigfox чрезвычайно низкая скорость передачи данных, предназначен для общения в шумной обстановке и на открытом воздухе. Этот протокол идеально подходит для простых сенсорных устройств, которым может потребоваться отправлять или получать небольшое количество сообщений в день., такие как системы мониторинга аварийных событий и охранная сигнализация.

LoRa (Дальний) использует схему модуляции с расширенным спектром ЛЧМ для передачи цифровой информации на большие расстояния. LoRaWAN, который построен на LoRa, это общедоступный MAC (Контроль доступа к СМИ) спецификация слоя. Помимо передачи больших объемов данных, чем Sigfox, LoRaWAN также устойчив к многолучевому замиранию.. Он требует большей пропускной способности, чем Sigfox, из-за его схемы модуляции., что делает его идеальным для поддержки большого количества устройств..

Известные несотовые технологии LPWAN IoT

Другими известными несотовыми стандартами LPWAN являются Weightless и Ingenu.. Как открытый протокол, Weightless совместим с несколькими нелицензированными группами. Невесомый ЗИГ, создатели сети, изначально разработал три разных стандарта LPWAN; Невесомая-Н, Невесомая-W, и невесомая-П. Каждый стандарт имеет свои уникальные характеристики.. Однако, компания, похоже, переключила все свое внимание на Weightless-P.

Гениальный RPMA (Случайный фазовый множественный доступ) другой стандарт. Он может предложить поддержку почти 400,000 nodes per “sector’, со всеми необходимыми минимальными точками доступа. В отличие от LoRa и Sigfox, протокол использует общепринятые 2.4 Диапазон ISM ГГц. Он также поддерживает двустороннюю передачу данных в широкой зоне покрытия.. Ingenu управляет общедоступной Machine Network, который используется для предоставления услуг 30+ Города США.

Today’s Leading Cellular LPWAN IoT Technologies

Операторы сотовой связи оценивают свои существующие сетевые технологии, чтобы определить, как они могут использовать их для улучшения функциональности IoT.. Условно, сотовые сети были классифицированы как сети с высокими требованиями к техническому обслуживанию и высоким энергопотреблением.. Сегодня, операторы сотовой связи обслуживают узкополосные приложения через уже существующие стандарты сотовой связи..

LTE-M (иначе называется LTE Cat-M1) позволяет устройствам IoT напрямую подключаться к Интернету с помощью существующих сетей LTE. Сеть не только дешевле, чем традиционные сотовые сети., но он также более энергоэффективен. It also holds the spot for today’s highest bandwidth LPWAN IoT technology.

Узкополосный Интернет вещей (также известен как NB-IoT) поддерживает недорогую широкую зону покрытия при сохранении пониженного энергопотребления. NB-IoT избегает дублирования с другими протоколами, работая иначе, чем другие стандарты LTE. Также требуется собственная выделенная пропускная способность.. LTE-M и NB-IoT являются продуктами партнерского проекта третьего поколения (3НЕ ВАЖНО) и работают на лицензионных частотах.

Что делает LPWAN идеальным решением для датчиков Интернета вещей?

1. Широкий охват
LPWAN может обеспечить связь устройств IoT на больших расстояниях (3-20 км). Это впечатляющий подвиг, учитывая и без того низкое энергопотребление.. Однако, расстояние, на котором он может общаться, во многом зависит от множества факторов. В городах с плотной застройкой, LPWAN может общаться для 2-5 км, учитывая, что неизбежны помехи от зданий и электричества. Области с прямой видимостью, как сельские поселения, можно ожидать передачи данных устройства IoT на большие расстояния (15-30 км).

2. Прямое подключение к облаку
Протоколы LPWAN используют преимущества суб-ГГц частоты, которые подключаются аналогично сотовым сетям и обеспечивают связь на большом расстоянии. По сути, это означает, что можно размещать базовые станции или шлюзы на расстоянии нескольких километров друг от друга.. Эти шлюзы позволяют устройствам IoT подключаться к облаку без необходимости инвестировать в собственные маршрутизаторы ближнего действия или сетевые операции.. В сравнении, другие протоколы ближнего действия, такие как Wi-Fi и Зигби требуются промежуточные шлюзы для передачи данных устройств IoT в облако.

3. Низкое энергопотребление
Объем передаваемых данных и режим передачи влияют на энергопотребление IoT-устройств.. Устройства Интернета вещей, работающие по протоколу LPWAN, как правило, потребляют меньше энергии по сравнению с остальными.. Даже лучше, IoT-устройства, использующие этот протокол, обычно автоматически переводятся в спящий режим, когда они не используются.. Это помогает сохранить заряд, поэтому устройства можно использовать долгое время (5-10 годы).

4. Снижение затрат
Общая стоимость владения экосистемами Интернета вещей, работающих под управлением LPWAN, довольно низка.. Поскольку протокол работает с низким энергопотреблением, вам нужно будет только инвестировать в недорогие аккумуляторы. Эти батареи, как правило, служат дольше, снижение затрат на обслуживание. Также, для оптимальной поддержки экосистемы IoT на основе LPWAN потребуется небольшое количество шлюзов., что снижает затраты на развертывание.

Примеры приложений Интернета вещей, поддерживаемых LPWAN IoT

Низкое энергопотребление и возможности большой дальности действия устройств LPWAN IoT делают их идеальными для множества приложений.. Некоторые из их приложений включают:

• Управление автопарком: Компаниям с большим автопарком часто приходится следить за своим местонахождением и текущими показателями использования.. Устройства LPWAN IoT LW001-BG Pro могут помочь менеджерам автопарка отслеживать конкретное местоположение активов, определить потребности в обслуживании, и внедрить передовые методы экономии топлива.

• Управление автопарком: Устройства LPWAN можно легко использовать для обеспечения безопасности на рабочем месте.. Устройства IoT можно привязать к активам, чтобы определить, где они находятся и кто их использует.. В опасной рабочей среде, работодатели могут предложить сотрудникам тревожные кнопки с питанием от LPWAN LW004-PB для облегчения связи в случае несчастных случаев.

• Умное сельское хозяйство: Устройства Интернета вещей определяют будущее сельского хозяйства. IoT устройства LW002-TH можно распространять на фермах и в теплицах для мониторинга окружающей среды. Их датчики можно запрограммировать так, чтобы они приводили в движение несколько вещей в случае, если влажность и температура окружающей среды выходят за пределы рекомендуемых уровней..

• Включение умного города: В умных городах должно быть несколько устройств IoT, которые могут общаться друг с другом., от вождения автомобилей до городских огней. Устройства LPWAN IoT LW001-BG могут быть запущены, чтобы помочь с интеллектуальным управлением светофорами, умная парковка, и умное управление отходами, чтобы назвать несколько возможных вариантов использования.

• Домашняя автоматизация: Люди постепенно осваивают домашнюю автоматизацию, от систем видеонаблюдения умного дома до умных термостатов. IoT-вилка MK103 может упростить жизнь дома благодаря соединенным между собой устройствам. Например, Вы можете выключить домашнее освещение удаленно, контрольные температуры, и установите свою систему безопасности. Эта комбинация функций делает дом безопасным., комфортный, и удобно жить в.

• Фабрика, подключенная к Интернету вещей: Компании также могут использовать LW001-BG Pro для отслеживания и управления промышленными устройствами Интернета вещей. Устройства помогут пользователям получить доступ к ключевым данным метрик., такие как эффективность оборудования и данные телеметрии. Вы можете использовать эту информацию для профилактического обслуживания оборудования., повышение безопасности и защиты, и повышение эффективности производства, все это можно сделать удаленно.

• Подключение систем здравоохранения: Устройства LPWAN IoT произвели революцию в том, как легко медицинские работники могут удаленно отслеживать состояние здоровья пациента, особенно во время пандемии. Пациенты могут носить LW004-CT для облегчения наблюдения за здоровьем.. В случае какой-либо аномалии, устройства отправят сигнал тревоги соответствующему медицинскому специалисту для принятия мер. Это также упрощает отслеживание жизненно важных показателей здоровья людей с критическими состояниями..

Интернет вещей создает лучшее будущее

Устройства Интернета вещей определяют будущее коммуникации и автоматизации. С такими технологиями, как LPWAN, неизвестно, как далеко могут нас завести эти устройства. Внедрите устройства LPWAN IoT в свою жизнь или бизнес уже сегодня, чтобы воспользоваться преимуществами, которые они предлагают.