LPWAN概覽之一：LPWAN技術(shù)相對(duì)于其他物聯(lián)網(wǎng)連接選項(xiàng)的優(yōu)勢(shì)
如果您熟悉物聯(lián)網(wǎng)，您可能知道有幾乎絕大多數(shù)的物聯(lián)網(wǎng)連接選項(xiàng)。從Wi-Fi到藍(lán)牙，從NB-IoT到CAT-M1，從LoRa到RPMA，很難理解它們，更不用說哪種方式最適合您的特定物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
每個(gè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序都有自己獨(dú)特的要求，因此對(duì)于一個(gè)應(yīng)用程序而言令人驚嘆的物聯(lián)網(wǎng)連接選項(xiàng)可能對(duì)另一個(gè)應(yīng)用程序來說非常糟糕。您的應(yīng)用可能有數(shù)千個(gè)遠(yuǎn)程傳感器，因此電池壽命是一個(gè)重要的考慮因素。您的應(yīng)用程序可能需要發(fā)送大量數(shù)據(jù)，如視頻，因此高帶寬是必不可少的。或者您的申請(qǐng)可能涉及生死攸關(guān)的決定，因此時(shí)間是首要考慮因素。這就是為什么選擇最適合您的特定需求的物聯(lián)網(wǎng)連接選項(xiàng)至關(guān)重要。
在本系列中，我們將提供一類稱為L(zhǎng)PWAN(低功耗廣域網(wǎng))的物聯(lián)網(wǎng)連接的權(quán)威指南。***篇文章將概述LPWAN，包括LPWAN技術(shù)與其他物聯(lián)網(wǎng)連接選項(xiàng)相比的優(yōu)勢(shì)。在隨后的文章中，我們將進(jìn)行更深入的探討，并對(duì)比該領(lǐng)域中的各種LPWAN選項(xiàng)和玩家。
最終，您將了解LPWAN是否適合您的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序。
什么是LPWAN?
首先要了解的是，LPWAN(低功率廣域網(wǎng))不是標(biāo)準(zhǔn)，這是一個(gè)廣義的術(shù)語，包括各種實(shí)現(xiàn)和協(xié)議，包括專有和開源，具有共同的特征，顧名思義：
- 低功率：多年來在小型廉價(jià)電池上運(yùn)行
- 廣域：在城市環(huán)境中的工作范圍通常超過2km
實(shí)現(xiàn)低功率和寬范圍的物理限制是數(shù)據(jù)大小。大多數(shù)LPWAN技術(shù)每天只能發(fā)送少于1,000字節(jié)的數(shù)據(jù)或每秒少于5,000比特。
LPWAN的好處
以上特性使LPWAN成為以下IoT應(yīng)用類別的***選擇：
- 密集的位置：用于智能照明，智能電網(wǎng)和資產(chǎn)跟蹤的城市或大型建筑物
- 長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)：長(zhǎng)時(shí)間安裝和監(jiān)測(cè)的傳感器和儀表(例如水計(jì)量，氣體探測(cè)器，智能農(nóng)業(yè)和遠(yuǎn)程門鎖)。
簡(jiǎn)而言之，LPWAN技術(shù)適用于設(shè)備需要在廣泛區(qū)域內(nèi)發(fā)送小數(shù)據(jù)，同時(shí)保持電池壽命多年的情況。這將LPWAN與藍(lán)牙，RFID，蜂窩M2M和ZigBee等其他無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議區(qū)分開來，如下所示，帶寬和范圍能力如下所示。
圖片來源：Link-Labs
1. LPWAN與移動(dòng)電話
蜂窩網(wǎng)絡(luò)主要受電池壽命不佳的影響，并且覆蓋范圍可能存在差距。另一個(gè)困難是技術(shù)淘汰(當(dāng)技術(shù)被有意淘汰時(shí))：美國(guó)有3千萬個(gè)2G端點(diǎn)因此而成為孤兒。許多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備必須在網(wǎng)絡(luò)上保留10年。如果蜂窩網(wǎng)絡(luò)被淘汰并且不再被支持，則沒有經(jīng)濟(jì)意義。
2. LPWAN與蜂窩LPWA(NB-IoT)
蜂窩LPWA最值得注意的方面仍在開發(fā)中。正如上面提到的蜂窩網(wǎng)絡(luò)所述，技術(shù)淘汰也是一個(gè)巨大的問題。Cat-0被吹捧為長(zhǎng)期解決方案，只是成為落日的犧牲品。
對(duì)LTE-M，NB-IoT，EC-GSM和5G IoT進(jìn)行了積極的研究，但沒有一個(gè)是交叉兼容的，并且我們?nèi)匀徊磺宄鼈兪欠襁m合長(zhǎng)期物聯(lián)網(wǎng)解決方案。現(xiàn)在，AT&T和Verizon正在推出LTE-M的初始版本，因此應(yīng)用空間肯定在增加。
3. LPWAN與網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)
像ZigBee這樣的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)正在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中使用。實(shí)際上，許多家庭自動(dòng)化系統(tǒng)部署了ZigBee，但ZigBee并不適合LPWA應(yīng)用。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)僅在中等距離處有用，并且不具有LPWAN技術(shù)的遠(yuǎn)程能力。
更重要的是，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)不具有電池效率，因?yàn)槊總€(gè)節(jié)點(diǎn)必須不斷地接收和重復(fù)相鄰的RF信號(hào)。當(dāng)傳感器擴(kuò)展到數(shù)千個(gè)時(shí)，ZigBee或其他網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)不能充分滿足LPWA應(yīng)用的需求。
4. LPWAN與本地RF
本地RF包括藍(lán)牙和NFC，但這些選項(xiàng)根本沒有適用于許多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的范圍。
