低功耗廣域網(wǎng)如何用于物聯(lián)網(wǎng)商業(yè)建筑
編譯/iotstore
物聯(lián)網(wǎng)設備的數(shù)據(jù)吞吐量每年都在呈指數(shù)級增長,用戶依靠這些數(shù)據(jù)為決策提供信息,同時更多的企業(yè)允許他們的流程由物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)來驅動。本文將重點討論的一個突出例子是商業(yè)建筑。
商業(yè)建筑擁有數(shù)百臺設備,需要經(jīng)常維護和保養(yǎng),以確保它們按預期運行。頂層機械室有各種裝置(電梯、防震等),地下室有生活水泵,租戶房間有空氣處理器系統(tǒng)——在每臺設備上安裝傳感器可能很有挑戰(zhàn)性。傳統(tǒng)系統(tǒng),如建筑管理系統(tǒng),通常需要連接整個物業(yè)內(nèi)的傳感器,不過,這些系統(tǒng)的價格可能高達7位數(shù)。
如果由于成本和復雜性,您不想連接所有傳感器,那么在評估物聯(lián)網(wǎng)時,需要回答幾個問題:
1、需要收集什么類型的數(shù)據(jù)?
2、這些系統(tǒng)有多關鍵?我需要遠程控制這些設備嗎?
3、大樓內(nèi)有什么網(wǎng)絡基礎設施?
4、這座建筑物有多少年?樓層之間的大概高度是多少?混凝土板之間的厚度是多少?
5、全部實施費用是多少?是否會有任何額外的訂閱支出?
根據(jù)上述問題的答案,物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)所需的基礎設施可能會有很大差異。設備之間最常見的構建協(xié)議是BACnet MSTP/IP、Modbus RTU/TCP、數(shù)字輸出(干接點和濕接點)和模擬輸出(4-20mA,0-10V)。
所有這些協(xié)議傳統(tǒng)上都需要在數(shù)據(jù)記錄設備和每個傳感器之間建立物理連接。這些數(shù)據(jù)記錄設備將模擬輸出分別轉換為與傳感器相對應的可讀格式。
在整個建筑中使用有線傳感器并不總是能夠達到預期的經(jīng)濟效益。我們可以使用更好的現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),這些系統(tǒng)能夠通過無線通信介質(zhì)進行傳輸來讀取通用協(xié)議。這些無線設備使用的是低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)來進行網(wǎng)絡連接。這些LPWAN技術通常由電池供電,可以在特定的、間歇的和/或一致的時間頻率上發(fā)送數(shù)據(jù)。目前該協(xié)議已經(jīng)在全球各地使用。
有多種LPWAN技術,而且每種技術都有其優(yōu)點和缺點,其中包括LTE-M(蜂窩)、NB-IOT(蜂窩)、LoRaWAN和Sigfox。還有其他可用的選項,但這4種是最常見的,目前可用于部署。在這四種技術中,LoRaWAN是最常見的。LTE-M和NB-IoT有點類似,但與LoRaWAN不同,部署是特定于運營商而不是特定于區(qū)域。
您可能會問:對于無線部署,為什么不使用wi-fi或藍牙?雖然在某些情況下,這些是可行的選擇,但對于長距離和穿墻傳輸?shù)纳倭繑?shù)據(jù)來說,它們不是首選策略。
這里的關鍵區(qū)別在于LPWAN技術以SUB-GHz頻率進行通信。LPWAN可以在整棟大樓之間進行通信,原因與20世紀90年代的對講機和無繩電話擁有如此廣泛的通信范圍相同,它們在sub—GHz范圍內(nèi)通信——在美國大約是900 MHz。
隨著頻率的降低,設備之間的通信范圍會增加,因為這些設備產(chǎn)生的無線信號更有可能穿過地板和墻壁。盡管如此,設備可以發(fā)送的數(shù)據(jù)量會隨著距離通信接收方越遠而減少。
LPWAN的優(yōu)勢在于,與傳感器之間的傳統(tǒng)物理連接相比,它最大限度地減少了部署物聯(lián)網(wǎng)傳感器所需的時間。這些技術的成本也在下降,并將在未來5到10年內(nèi)繼續(xù)下降。
每種無線技術都有其優(yōu)缺點,然而,到今天為止,最有前途的遠程無線技術是LoRaWAN,其次是LTE-M和NB-IoT。從長遠來看,LTE-M和NB-IoT能夠獲得更大的市場份額,但會受到單一運營商全球覆蓋能力的顯著影響。
例如,在美國,AT&T和Verizon已經(jīng)采用了LTE-M,Sprint目前正在部署LTE-M網(wǎng)絡,而T-Mobile已經(jīng)決定放棄LTE-M并立即將資源投入到NB-IOT中。世界各地的每一家運營商都在按照自己的節(jié)奏部署,并遵守相關法規(guī)。目前還沒有覆蓋全球的行動計劃。
與LTE-M和NB-IOT不同,LoRaWAN和Sigfox是無載波的,可以在建筑物內(nèi)的特定位置安裝無線網(wǎng)橋。來自這些網(wǎng)橋的通信可以連接到現(xiàn)有的建筑網(wǎng)絡和/或蜂窩網(wǎng)絡。
原文作者:Sharad Shankar
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