Стивен Хокинг однажды сказал: «Миллионы лет человечество жило точно так же, как животные.
Затем произошло то, что высвободило силу нашего воображения.
Мы научились говорить».
Аналогичный революционный скачок сейчас наблюдается в сфере технологий.
Технологии учатся общаться.
Результатом являются новые аналитические возможности, процессы и решения.
Развитие коммуникационных технологий происходит очень быстро, постоянно реагируя на новейшие требования.
Одной из движущих сил этих инноваций является Интернет вещей (IoT) — платформа, позволяющая обмениваться измеренными значениями и передавать удаленные команды между технологиями, которые ранее работали независимо.
Теперь мы видим автомобили, общающиеся с парковками, измерители влажности почвы с экспертными системами, передающими данные на комбайны, или кухонный холодильник, общающийся со списком покупок на мобильном телефоне.
В современных городах технологии Интернета вещей можно наткнуться практически на каждом углу.
Однако возникает следующий вопрос: как обеспечить качественную передачу данных в такой открытой среде, что, естественно, имеет место в городах, где зачастую необходима беспроводная передача данных? Метеостанция, установленная на фонарном столбе, дорожная камера или браслет медицинской сигнализации с кнопкой «помощь» на запястье пенсионера — все они предъявляют разные требования к связи.
В настоящее время мы можем выбирать из следующих коммуникационных технологий.
Wi-Fi
Сегодня наиболее широко используемой технологией в домашнем хозяйстве и общественных местах, несомненно, является Wi-Fi. Эта проверенная временем, постоянно совершенствующаяся технология подходит для передачи больших объемов данных с различных устройств, например бытовой электроники, например мобильных телефонов или планшетов.Однако его недостатками являются высокая передаваемая мощность, перегрузка терминального устройства и ограниченная дальность действия сигнала (обычно не более сотен метров на открытой местности).
Вот почему мы редко выбираем простые или одноцелевые устройства, использующие Wi-Fi. С другой стороны, недостаток Wi-Fi в радиусе действия компенсируется скоростью и потоком данных.
Сегодня мы наблюдаем первые развертывания ячеистых сетей Wi-Fi, которые могут привести к появлению новых возможностей приложений и более широкому распространению в будущем.
Интересный пример покрытия всей страны беспроводным доступом в Интернет можно увидеть в Барселоне.
Сети GSM G/4G
Это были первые массово внедренные беспроводные технологии.В городах их безусловным преимуществом является надежность передачи, покрытие и широкий выбор устройств.
Например, устройства связи GSM/GPRS становятся ценным источником информации для систем оценки трафика.
Сами того не подозревая, мобильные телефоны обмениваются информацией о пробках с такими сервисами, как Google Maps или Яндекс.
Карты.
Недостатки, на которые многие надеются и ожидают, вскоре будут устранены.
Это связано с тем, что для сетей требуется SIM-карта, что исключает некоторые приложения, в которых SIM-карты невозможно использовать, например, из-за нехватки места.
СигФокс
SigFox изначально была французской технологией, но сейчас это самая быстрорастущая компания IoT в мире с присутствием в 60 странах.Он был разработан в первую очередь для обеспечения простой и быстрой связи между сенсорными устройствами в их беспроводной сети.
ЛоРа/ЛоРаВАН
Помимо SigFox, это, вероятно, наиболее широко используемая WAN (глобальная сеть).Однако, в отличие от SigFox, у него не только один оператор, а это значит, что каждый может не только построить собственную сеть LoRaWAN под свои нужды, но и самостоятельно ее обслуживать.
Эта технология часто является предпочтительным выбором для счетчиков воды, газа или электроэнергии в одном здании или в более крупных зданиях.
LoRaWAN также обеспечивает энергоэффективную двустороннюю связь, позволяя простому датчику, оснащенному небольшой батареей, передавать данные в течение 10 лет. Как и SigFox, LoRaWAN также имеет хорошую дальность действия сигнала, поэтому его часто используют в труднодоступных местах без сигнала GSM.
НБ-IoT
NB-IoT часто рассматривается как технология, которая устранит большинство недостатков, с которыми сталкиваются ее нынешние конкуренты.Однако самой большой проблемой на данный момент является его ограниченное развертывание, а это означает, что у нас нет достаточной информации о его применении.
Технология зависит от покрытия сети 4G и будет использоваться в основном существующими телекоммуникационными компаниями, у которых уже есть инфраструктура.
Поэтому мы можем рассчитывать на хорошее внутреннее и внешнее покрытие.
Согласно спецификации, NB-IoT должен быть быстрее, чем LoRa(WAN), и предлагать лучшее качество обслуживания (QoS).
В ближайшем будущем развитие этой технологии, безусловно, заслуживает внимания.
Bluetooth/Bluetooth с низким энергопотреблением
Как и Wi-Fi, это широко используемая технология.Сегодня каждый смартфон оснащен чипом Bluetooth. Он был специально разработан для связи на небольших расстояниях.
Однако не следует путать Bluetooth с BLE (Bluetooth Low Energy).
В то время как традиционный Bluetooth был разработан в первую очередь для непрерывной передачи данных, например звука в беспроводных наушниках, BLE фокусируется на передаче данных с низким энергопотреблением в устройствах, рассчитанных на несколько лет автономной работы.
Обычно его используют в так называемых маяках, т. е.
в небольших передатчиках, непрерывно передающих сообщения.
После установки необходимого мобильного приложения BLE может помочь вам ориентироваться в торговом центре, следить за количеством посетителей, измерять температуру в помещении или уровень углекислого газа.
BLE также используется в так называемых носимых устройствах, таких как фитнес-браслеты.
Они оснащены миниатюрными батареями и могут работать несколько дней или недель без подзарядки.
ЭнОкеан
Эта беспроводная технология заслуживает особого внимания, поскольку существенно отличается от других.Он использует так называемые технологии сбора энергии, которые позволяют ему работать без кабеля, батареи или другого источника питания.
Он черпает энергию из окружающей среды с помощью солнечных батарей (свет), термоэлектрических панелей (тепло) или механических переключателей (кинетическая энергия).
Таким образом, он не страдает от недостатка, присущего конкурентам: необходимости регулярной замены аккумулятора.
Технология EnOcean особенно хорошо подходит для использования в зданиях, для которых она предлагает самый широкий ассортимент продукции.
Самые интересные из них — термостатические головки, черпающие энергию из радиаторов отопления, или оконные ручки, которые при повороте заряжают электронные устройства и посылают в систему управления сигнал о том, что окно открыто.
ЗигБи
ZigBee, несомненно, является одной из самых популярных беспроводных технологий для использования внутри помещений.Многие производители адаптировали эту технологию, в том числе Philips с системой освещения HUE или IKEA с устройствами TRÅDFRI. Он также имеет промышленное применение, например, в интеллектуальных счетчиках.
Эта технология использует ячеистые сети и имеет низкое энергопотребление благодаря спящему режиму, в который устройство может переходить при определенных обстоятельствах и тем самым экономить заряд батареи.
Собственный РФ
Компании-разработчики иногда предлагают решения на основе своих собственных протоколов, т. е.протоколов, которые обычно разрабатываются одним поставщиком и несовместимы друг с другом или требуют конвертеров протоколов для достижения совместимости.
Хотя это приветствуется в домашних системах безопасности с беспроводным управлением, устройства IoT обычно избегают использования такой технологии, поскольку это сложно или почти невозможно.
Объединение нескольких протоколов связи
Некоторые области приложений могут выиграть от использования нескольких протоколов связи.Возьмем, к примеру, датчики уровня заполнения, установленные в контейнерах для мусора.
Обычно каждый датчик в контейнере отправляет данные измерений в главный модуль, который служит концентратором данных.
Для установления связи датчики используют энергосберегающий протокол Bluetooth Low Energy. Затем главный модуль собирает эти данные и передает их по другому протоколу связи, например GSM или SigFox. Основным преимуществом этого метода является оптимизация затрат на выходную связь.
Потребление электроэнергии беспроводными технологиями
Бывают случаи, когда датчики устанавливаются в труднодоступных местах или когда частая замена батарей нежелательна, так как увеличивает затраты на обслуживание.Поэтому при поиске подходящей технологии важно учитывать, как следующие факторы влияют на срок службы аккумулятора:
- Частота передачи данных;
- Уровень затухания сигнала передачи;
- Уровень сигнала передачи устройства.
Производители универсальных датчиков добавляют в свои устройства функцию сна, которая удерживает датчик в режиме пониженного энергопотребления, выводит его из спящего режима один раз на заданный период времени (например, 4 часа), а затем передает недавно измеренные данные.
Некоторые беспроводные технологии позволяют изменять уровень производительности передачи, что напрямую влияет на энергопотребление.
Сети связи обычно используют звездообразную топологию, т. е.
имеют один основной передатчик/приемник, который действует как канал и передает сообщения между всеми компонентами сети (например, Wi-Fi, GSM, SigFox и т. д.).
Однако ячеистые сети становятся все более распространенными в некоторых областях развертывания.
Это сеть, в которой участники, называемые узлами, обмениваются данными напрямую, а также могут пересылать сообщения от своих «соседних» узлов.
Поэтому с увеличением числа узлов сети, участвующих в ней, увеличивается ее дальность, а зачастую и надежность.
Однако ячеистая сеть может быть не идеальным выбором для связи на большие расстояния, поскольку может потребовать использования большого количества узлов, что автоматически приведет к замедлению передачи данных.
Чтобы обеспечить оптимальный канал связи, правильное размещение узлов является еще одним аспектом, который необходимо учитывать при проектировании и построении сети.
Теги: #Интернет вещей #Умный дом #интернет вещей iot #lorawan #nb-iot #стандарты связи #умный город #zigbee #bluetooth с низким энергопотреблением #интернет вещей в России #Enocean #sigfox
-
Стажировка В Google. Часть 2.
19 Oct, 24 -
Подборка Комплектующих Пк Для Начинающих
19 Oct, 24
