物联网 (IoT) 的网络连接类型
连接物联网——功耗、范围和带宽之间的权衡
完美的网络连接选项将消耗极少的功率,具有很大的范围,并且能够传输大量数据(高带宽)。不幸的是,这种完美的连接并不存在。
每个连接选项都代表了功耗、范围和带宽之间的权衡。这使我们能够创建一个概念框架,将各种连接选项分为三个主要组:
1) 高功耗、高范围
要远距离无线发送大量数据,需要消耗大量电力。您的智能手机就是一个很好的例子。您的手机可以远距离接收和传输大量数据(例如视频),但您需要每 1-2 天对其充电一次。
该组中的连接选项包括蜂窝和卫星。
当传感器/设备在蜂窝塔的覆盖范围内时,使用蜂窝。例如,对于位于海洋中央的船上的传感器/设备,卫星变得必不可少。
2) 低功耗、低范围、高带宽
要降低功耗并仍然发送大量数据,您必须减小范围。
该组中的连接选项包括WiFi、蓝牙和以太网。
以太网是硬线连接,因此范围很短,因为它仅与电缆的长度一样远。WiFi 和蓝牙都是无线连接,其功耗低于蜂窝和卫星,并且带宽高达或大于带宽。但是,我敢肯定您只是在家中四处走动,因此范围是有限的。
3) 低功耗、高范围、低带宽
要在保持低功耗的同时增加范围,您必须减少发送的数据量。
该组中的连接选项称为低功耗广域网 (LPWAN)。
LPWAN 发送少量数据,这使它们能够以非常低的功率运行,范围以英里而不是英尺为单位。例如,用于农业目的的湿度传感器不需要发送大量数据,可能只需每隔几个小时发送一个数字(湿度水平)。您也不希望该传感器消耗大量电力,因为它需要依靠电池运行(将其插入场地中间的插座是不现实的)。而且由于农业覆盖面广,WiFi和蓝牙缺乏覆盖范围。
LPWAN 对许多物联网应用非常有用。它们允许大量传感器在广泛的区域收集和发送数据,同时电池寿命长达数年。尽管它们不能发送太多数据,但大多数传感器不需要。有几种不同类型的 LPWAN,其中一些如 LoRa 在未经许可的频段中运行,而另一些如 NB-IoT 则使用蜂窝基础设施。
等等,RFID、NFC 等呢?
为了使这篇文章保持简单和高层次,我已经掩盖了其他一些连接选项,如射频识别 (RFID)、近场通信 (NFC) 以及可能的许多其他选项。
上面的分组有点笼统,在每个分组中都有许多不同的选项,具有不同的优点和缺点。然而,这个框架应该作为一种有用的方式来概念化连接物联网以及为什么有这么多的选择。这一切都归结为功耗、范围和带宽之间的权衡。