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物联网解决方案常用的几种技术
前言:
现在物联网发展速度太快了,落地应用的也在增加,以后智能化发展方向就是物
联网,那么物联网中有一些应用技术我们要了解一下。
正文:
LPWA 的 定 义
LPWA – Low power wide area, 低功耗广域技术的简称,使用较低
功耗实现远距离的无线信号传输。相较于熟悉的低功耗蓝牙(BLE)、
Zigbee 和 Wifi 等技术,LPWA 的传输距离更远,一般在公里级,其链
接预算(link budget)可达 160dBm,而 BLE 和 Zigbee 等一般在 100dBm
以下。和传统的蜂窝网络技术(2G、3G)相比,LPWA 的功耗更低,
电池供电的设备使用寿命可达数年。基于这两个显著特点,LPWA 可
以真正使能物物互联,助力和引领物联网(IoT)革命。
LPWAN – Low power wide area network,低功耗广域网络,即使用
LPWA 技术搭建的无线连接网络。LPWAN 的网络连接形式可以多种多
样,典型的拓扑如图 1 所示,以数据上传(data uplink)为例,无
线终端发送数据信号,基站或者网关接收并将数据传输到云平台,云
平台根据设备 ID 将数据分发到对应的客户服务器。对于私有的 LPWAN
网络,云端和客户服务器可以是一体的。
智能化方案
图 1 典型 LPWA 网络连接
LPWA 的 特 性
LPWA 针对物联网应用的需求,具备以下技术特性:
○ 低功耗
一般的物联网设备无法使用电源直接供电,电池使用寿命即成为首要
考虑需求,LPWA 对此进行技术优化,使得电池供电设备使用可达数
年。例如使用 Sigfox 技术的终端设备,用 AA 电池供电即可达 10 年
左右。
○ 远距离
室内或短距离的物联应用,可以使用低功耗蓝牙,Zigbee 等无线技
术,LPWA 针对的是室外或者远距离的无线连接需求,传输速率要求
较低,所以传输距离更远,至少在公里级。Sigfox 使用超窄带进行
数据传输,并且选用较低的传输速率,从而使得设备和基站间的链接
预算(link budget)可达 160dBm,空旷区域的信号传输距离可达几
XXXX 有限公司
2
智能化方案
十公里。
○ 低成本
新技术的普及离不开成本的持续降低,更低的成本可以使得技术应用
在更多的领域,尤其是对价格敏感的应用。用于 LPWA 终端设备的射
频模块,随着技术成熟度的提升,应用的普及,设备连接量的增加,
其一般价格在 5 美金之下是可期的。而 Sigfox 技术很早已经完全达
到商业化的成熟度,其终端模块价格甚至可达 2 美金,对技术的普及
起到重要作用。
○ 大容量
传统的无线蜂窝网络首要的连接对象是人,物联网的连接对象是物,
而物的数量必将远远超过人的数量,这就要求 LPWA 网络有更大的容
量,避免网络的拥挤和设备间的干扰。Sigfox 网络单个基站可以每
天处理几百万条设备消息,可以同时接收并处理接近 300 条消息,而
丢包率只有 0.5%,保证有很高的网络服务质量(QoS)。
LPWA 除了以上显著技术特性外,通常还有低速率,高延迟等特点。
XXXX 有限公司
3
智能化方案
图 2 LPWA 技术特性比较
LPWA 应 用 场 景
LPWA 技术可用于众多物联网应用场景,实现产业的数字化和智能化,
从而进一步提高效率和节约成本,促进整个社会劳动生产率的提升。
其典型的应用场景有:
◇ 物流定位及追踪–实时上报物流位置及状态信息
◇ 资产管理–资产定位,库存状态上报◇ 智能抄表–仪表数字及状
态上报◇ 智慧城市–照明,交通,基础实施检测智能化,智能停车
等◇ 智慧农业–牲畜追踪管理,土壤检测,智能灌溉等◇ 环境/公
用–灾害检测,烟感,空气污染,设备状态,老人看护等◇ 智能家
庭–智能家电,家庭安全系统,状态检测上报等
典 型 LPWA 技 术
XXXX 有限公司
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