除了LoRa和SigFox,物联网低功耗广域网络还有哪些

除了LoRa和SigFox,物联网低功耗广域网络还有哪些,第1张

随着各类厂商不断发力低功耗广域网络(LPWA),物联网专用网络的话题在此引起业内的热议。物联网智库曾持续关注并推出多篇LPWA的文章,向业内介绍SigFox、LoRa、LTE-M等市场上已开始商业化的LPWA协议。作为一个新兴的、刚起步的技术和市场,LPWA网络协议应该是呈现多家争鸣的状态,那么,这一领域还有哪些技术,它们之间在多个指标上各有哪些特点?物联网智库本周为大家编译推出一篇LPWA协议的综述性文章,希望能对大家对这一领域的理解有所帮助。
通信协议无疑是物联网中争论最多的领域之一,这些争论中,有些是标准之争,有些是专利之争,其中无线通信是物联网领域普遍关注的话题。我们讨论过WiFi、蓝牙、Zigbee之争,但这些协议均为局域网络协议,广域网络方面当前功耗和成本的经济性越来越吸引物联网的应用者,被称为低功耗广域网络(Low Power Wide Area,LPWA)。
此前,我们曾看到SigFox属于此类技术,但随着研究的深入,我们发现其实还存在着不少类似的技术,当一项协议成为主流协议前,它一定是经过与其他协议的一番斗争之后才形成的。本文的目标是对它们进行比较,不过人们对此立即会产生一个问题:你如何去做比较?通过查阅和研究相关文献,我试图提炼一些通用线索来串起各种协议,并对每一协议的代表性企业进行访谈,形成了对LPWA协议的比较。
功耗和成本看似重要,实则无法纳入比较参数
功耗和成本是每一个协议宣称其所具备的特征,但是,还没有人成为这方面的赢家。
影响功耗的因素很多,有些可能无法计量,功耗是否可以进行比较其实并不明确。根据一位拥有多年LPWA实践经验的Telensa专家所述:“功耗唯一可计量的是电池寿命”。另一专家认为,LPWA网络协议虽然是低功耗的,但如果比较单位数据功耗的话,其功耗是大于2G网络的。低传输功耗意味着只有很低的数据速率,因此可能需要很长时间来传输,也就是说设备平均休眠状态时间就很短。因低传输功耗而形成的微弱数据需要更敏感的接收线路,因此接收端可能需要更多平均功耗。
哪些参数可以拿来进行比较?
距离
我们知道任何无线技术传输距离随着其信号传输方式不同而不同,这一规律自然适用于LPWA网络。在人口密集的城市环境中,围墙、建筑物、反射以及交通状况等,使得无线传输距离短于农村地区;而在平整的、无障碍的农村环境下,传输距离会大大增加。但我们仍不可忽视一些因素——无线电干扰等。
因此,距离是各协议代表厂商热议的话题,有些协议宣称可以达到数十公里距离,但其竞争对手可能会说在实际环境中其效果会大打折扣。距离作为比较标准实际上是一个比较谨慎的选择,但至少它是可计量的指标。
另外需要注意的是:你可能发现这些LPWA协议在市场宣传资料中会与诸如Zigbee之类的协议进行比较。你可能觉得Zigbee是一个局域组网协议,与LPWA比较有些奇怪,但实际上Zigbee通过Mesh组网也可以形成广域网络。
频谱
几乎所有LPWA协议均使用ISM频段,虽然有少量协议使用授权频谱。我们将给出每个协议的频段,有些使用的是超低频段,有些是低频段,还有些是采用宽频。
上行/下行对称性
这些LPWA协议均对数据的上下行采取非对称的方式,比较表格中简单给出了它们是否采用上下行对称方式。
数据速率
这是另一个易变的参数,它依赖于距离、障碍以及数据拥堵情况,所以仅仅给出一般性的范围。
最大节点数
最大节点有两种表述方式,一个是整个网络中的节点数,另一个是星形网络中每一Hub配置的节点数。
最大节点数受一些因素的影响,节点数有可能在协议中已设定,但即使一个协议的理论容量是百万,但其容量受制于ISM频段,这不仅仅是一个数字,而是依赖于在给定时间有多少其他协议也在使用该频段。
空中升级(OTA)的可能性
这可能是一个随机的参数,但这一参数反映网络有效的下行能力。如果网络仅提供几个比特的下行容量,那它是无法下载一个大的软件数据包来更新其远程节点的。
切换
我们很容易理解物联网edge nodes作为静态单位无线传输,但是很多设备——如汽车、农用机械等是移动的,还有一些本身可能不是移动的,但别人会不断移动它们——比如仓储中贴有电子标签的货物。因此,我们自然想知道一个协议是否可以实现设备在不同Hub之间的无缝切换。
运营模式
一些协议只是由网络运营商来掌握,并向工作提供网络服务,就像为电话提供蜂窝网络系统一样。而也有其他协议通过公有或私有网络提供。
标准状况
一些协议已制定了相应的标准,或者正在制定中,有些协议拥有者将其标准公开出来,而有些所有者申请专利保护。在一些情况下,你可以获取其细则,而有些情况下你需要获得认证。
现存的LPWA网络协议知多少
除了我们耳熟能详的LoRa、SigFox、LTE-M外,这一领域也是多家争鸣的状态,包括NWave、OnRamp、Platanus、Telensa、Weightless、Amber Wireless等,本文主要对这些适用于物联网的低功耗广域网络协议相关参数进行比较,下期将推出一篇文章,详细介绍每一通信协议的情况。

物联网应用主要有两种连接方式
一、蓝牙(BLE40)连接方式。优势:连接速度快。劣势:由于蓝牙协议过多,部分手机无法连接。
二、wifi连接模式。是在蓝牙基础上研发的。只要是智能手机都能连接,物联网设备也可以连接,你的物联网设备也可以发射WIFI信号出来。
我推荐wifi适用性更加广阔

开启LoRa和基于云的分析,商业地产正在从硬件业务转向软件&服务业务

执行摘要

在过去十年中,分析师已预测了物联网将会是一个具有高增长机会,拥有巨大的潜力市场。 然而,直到最近才有诸如低功耗无线连接、基于云的处理和数据分析的技术可以一起实现这些预测。

在本文中,我们讨论各种物联网技术的融合将如何改变商业房地产(CRE)行业。 实时的、基于云的分析、报告和服务的有效性使得商业房地产业主、物业管理者和传感器制造商的思想发生了显著的转变。 从建筑物中数百个或更多传感器收集数据和信息的能力使得不同的商业模式还可以实现为实时的基于数据的分析,从而为大量潜在的新服务提供了动力。

LoRa®是一种低功耗、长距离的无线连接技术,专门针对物联网部署的挑战而开发。 例如,它的超低功耗使电池供电的传感器可以根据使用情况持续工作很多年,而其远距离功能允许传感器在10公里或更远的距离与网络进行通信。此外,LoRa架构可以使数百个传感器、执行器或标签能够以成本有效的方式连接到网络。这种长电池寿命、远距离连接和大容量网络的组合使得网络运营商能够快速建立基于LoRa的网络,同时显著地降低部署成本。而且不像mesh网络如Zigbee或短距离RF技术如蓝牙和WiFi,LoRa不需要物业管理公司使用昂贵的建筑安装工部署网络或高技能的技术人员进行管理。

智慧城市趋势和未来发展

现状

过去,商业房地产业主已经看到部署少数特定解决方案的技术,旨在通过有针对性的能源效率应用来减少运营费用。 公司主要使用不同的楼宇管理系统(BMS)完成这项工作,但是这种系统的使用仍然需要大量的本地、手动交互、低自动化和每个应用专用的基础设施。

某些建筑行业已经看到了有些集成的解决方案,使建筑物更加节能。 这些系统通常需要较少的人工交互,允许更快的决策(由于集中式的数据),并可能与企业资源规划(ERP),资产管理和商业智能(BI)工具集成。 然而,很多时候,这些更适应新的建筑施工,而改造现有的建筑物变得复杂和昂贵。

高级用例

以下用例是如何利用新的物联网连接解决方案和相关的基于云的数据分析为房地产所有者以及租户和其客户提供真正价值的例子:

精密测量: 为整个建筑部署的智能电表可以更精确地监控整座建筑物的能源消耗,同时使用智能电插头可让租户检测高耗能设备并采取适当措施降低消耗。

高效加热和冷却: 使用传感器、智能恒温器就可以监控室内/室外的空气温度、湿度和室内人员检测。 然后,这些数据可用于智能地控制建筑内的HVAC、加热器和通风系统,以便仅在需要时才冷却或加热房间,从而降低能源成本。

维护: 传感器的使用可以明显地降低维护成本,通过使用“预测分析”和“按需”服务。 例如,在代价高昂的损失发生之前,可以监测水流量和漏水及早确认漏水情况。 监控电梯电机和设备的运行情况,可以及早检测潜在故障的隐患。 弄脏了的窗户会变得模糊不清,可以触发自动清洁服务的请求。 垃圾桶可以通知经营者其填充的状态,并在装满的时候请求运走。 使用一个连接的墙壁按钮,洗手间用户在需要清洁时提醒清洁维护服务。 当啮齿目动物被捕获时,捕抓器可以提醒 *** 作者在腐烂发出臭味之前将其除去。

安全性: 建筑的智能传感器让每个人更加安全,通过监测和报告各种问题,包括火灾报警、办公室空气质量、工业建筑的危险化学品检测以及建筑结构完整性报告如遭受了一次地震。

安全: 住户可以配戴徽章控制访问,但还提供到场信息。 运动检测器可用于检测入侵。 窗和门开启检测器可以用于识别应该关闭进入点是否打开了,并且远程控制关闭而不必到哪里。

空间优化: 实时入住率、地理定位和步行交通数据可以用来确定空间的使用模式,让空间效率优化和重新配置办公室和零售位置布局,基于实际使用数据来增加建筑密度的使用。

实时洞察: 访问交通数据还可以直接向租户提出解决方案。 例如,建筑管理者可以使用这些信息来优化住户之间的互动以提高生产力,制定高峰时段的出行计划,在重要地点提供有针对性的信息(如安全性、特殊事件),并通过提供健身洞察来改善租户健康。

可持续发展: 新趋势是将社会责任置于公司治理前面。 在美国,人们创造了B-Corps以认识到社会价值创造。 可持续发展报告是这一趋势的一部分,诸如GRESB和GRI等标准的出现可能成为智能建筑生态系统的重要指标。 数据收集的自动化整合可以促进可持续发展报告并减少相关成本。

下表显示了业主、租户和住户价值主张的一个例子。 改造栏描述了这种解决方案对现有建筑的时间收益和改造便利性。 改造市场远远大于新建业务,并提供更快的收益潜力。 不管怎样,一些先进的解决方案更适合于新建筑,因为它们需要更深入地集成传感器到建筑中。

完全集成优势

上述用例依赖于产生大数据传感器的增长和能够处理数据基于云分析的基础设施。 通过利用完全可用的数据,一个集成的物联网解决方案可提供比非集成的方法更多的洞察力和价值。

完全集成的系统可以在很多方面使用户受益。 例如,连接的系统允许所有数据被自动组合、分析和执行,以减少与手动、容易出错的过程的相关成本。 此外,可用数据的广泛性为用户提供了有关行业和社会趋势的战略洞察,从而有助于决策,实现ERP集成并提供预测分析。

为商业房地产行业创造价值

商业房地产运营商完全集成物联网解决方案的价值来自于如下:

市场差异: 较低的公用事业账单,没有租户问题(如通过预见性维护在问题发生之前解决),增加财产价值。

估值: 根据实际数据(业主方面,还有具体要求的租户)进行更为精确和细致的估值。

财务利益: 房地产估值实时数据,可以实现标准化的风险预测。

为什么LoRa是一个改变游戏规则的商业地产解决方案

LoRa连接解决方案的优势概括如下:

技术方面

低资产部署成本由于:

− 良好的室内穿透力: 一个网关可以覆盖整个物联网应用,包括建筑、地下停车场及周边的户外休闲区。无需如网状网络解决方案进行复杂的覆盖分析。

- 易于安装: 由于低功耗而无需电源线,相对于现有的解决方案如GSM、LTE和WiFi。

安全: 内建AES-128加密

全球标准: LoRaWAN™规范无缝连接且易扩展。

地理位置: LoRa是唯一商业可用的解决方案,具有免GPS服务,没有额外的功耗成本。

连接成本低: 工作在免费的ISM频段(如果使用外部服务提供商,那么连接费用非常低)

业务方面

现成可用: 可以商业化部署在私有和公共网络中。

无/非常低的配置成本: 成本与其他基于SIM的解决方案相比,LTE-M和NB-IoT。

开放的网络:

- 能够从多个竞争的网络服务提供商中选择(竞争推动价格随时间推移而降低,而不是如其他技术锁定在一个网络服务商)。



- 在建筑层面部署专用本地网络,可能通过管理的建筑池扩展覆盖范围,建设自己的网络或向其他运营商(例如与酒店连锁结成合作伙伴获得即时的广泛覆盖)提供或租用带宽。

利用部署的资产: 商业园区和工业区通常密集组群,酒店通常在附近。一个LoRa网关可能覆盖32多公里以内的许多建筑物,即使在密集的城市环境中也是如此。

不断增长的生态系统: LoRa Alliance™是一个开放的非营利性协会,有450多家公司致力于推动开放的、全球标准化的LoRaWAN协议,物联网应用安全的运营级LPWAN连接。到目前为止,在全球有超过50多个国家部署了公共和私有的LoRaWAN网络。

商业模式选择

除了硬件的销售之外,一个通用的、灵活的和模块化基于云的分析和服务的软件平台将会为每个人创造更多的价值。 当与硬件结合时,那么这种类型的平台能够免费部署到建筑物上(或作为租用服务的一部分),并为服务提供商保留所有权。 然后,服务提供商能够向业主和租户收取网络提供的增值服务费(用户预定设备模型)。 平台和相关服务可以轻松地根据业主和租户的特殊需求量身定制。

另一种方法是销售硬件,并将服务作为品牌服务或白色标签提供给建筑所有者,那么就会分享收入和自身平台品牌化。

结论

目前,通过新技术实施,现在可以实现物联网的新商业房地产商业模式:

通过传感器的连接、整合和互 *** 作实现数据汇集

使用先进的基于云的软件和分析进行数据分析

基于数据分析的实时服务

LoRa技术能够立即获得预期的投资回报。 它还提供更灵活的商业模式,可以随着时间的推移提高解决方案提供商的价值。

通过采用集成物联网解决方案的商业房地产,当客户在管理其商业地产投资组合时将具有很大的竞争优势。 这些集成解决方案不仅可以降低与维护建筑相关的维护和运营成本,还将有助于增加财产价值,改善客户服务,为未来几年的商业房地产业主和管理者提供新的收入来源。

1、蓝牙。蓝牙是一种近距离无线技术的标准,它可实现移动设备、固定设备和楼宇个人域网之间的短距离数据进行交换,蓝牙在智慧医疗电子领域和智能家居领域和许多消费市场中已经变得非常重要,同时也是可穿戴产品的关键,特别是蓝牙智能或蓝牙低能耗是物联网应用中的重要协议。

2、WIFI。WIFI是一种允许电子产品连接到无线局域网的技术,WIFI通常使用2、4GUH射频频段。连接到局域网中通常有密码保护也有开放性的,只要在WIFI信号覆盖范围之内的区域都可以搜索到WIFI信号,这样就被允许在任何WLAN范围内的设备可以连接上。

3、ZigBee。Zigbee跟蓝牙一样具有大量的 *** 作基础和应用领域。根据国际规定标准,Zigbee技术是一种低功耗、近距离的无线通信技术。

4、射频。射频其实就是射频电流,它是一种高频交流变化电磁波的简称,又称小无线。

其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、廉价、便携等;常用的使用场景主要是工业、汽车农业、医疗、智能家居;这一名称来源于蜜蜂的八字舞
ZigBee技术是一种短距离、低功耗、便宜的无线通信技术,它是一种低速短距离传输的无线网络协议。这一名称来源于蜜蜂的八字舞,由于蜜蜂是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀(bee)的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息,也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。
在实现物联网的通讯技术里面,蓝牙、zigbee、Wi-Fi、GPRS、NFC等是应用最为广泛的无线技术。除了这些,还有很多无线技术,它们在各自适合的场景里默默耕耘,扮演着不可或缺的角色。现在随着物联网解决方案供应商云里物里科技一起来看下常见的十大无线通讯技术优劣及应用场景。

NB-IOT是基于蜂窝的窄带无赖网成为万物互联网的一个重要分支。NB-IOT构建与蜂窝网络,消耗大约180KHZ的宽带,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或者LTE网络,以降低部署成本、实现平滑升级。NB-IOT是IOT领域一个新兴的技术,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,也被叫做低功耗广域网,支持待机时间长、对网络连接要求较高的设备的高效连接。

NB-IOT的优势

强链接:

在同一基站的情况下,NB-IOT可以比现有无线技术提供50—100倍的接入数。一个扇区能够支持10万个连接,支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络结构。

高覆盖:

NB-IOT室内覆盖能力强,比LTE提升20DB增益,相当于提升了100倍覆盖区域能力。不仅可以满足农村这样的广覆盖需求,对于厂区、地下车库、井盖这类对深度覆盖有要求的应用同样适用。

低功耗:

低功耗特性是物联网应用一项重要指标,特别对于一些不能经常更换电池的设备和场合,如安置于高山荒野偏远地区中的各类传感器监测设备,它们不可能像智能手机一天一充电,长达几年的电池寿命是最本质的需求。NB-IOT聚焦小数据量、小速率应用,因此NB-IOT设备 功耗可以做到非常小。

低成本:

NB-IOT无需重新建网,射频和天线基本上都是服用的。举个例子:就拿中国移动来说,900MHZ里面有一个比较宽的频带,只需要请出来一部分2G的频段,就可以直接进行LTE和NB-IOT的同时部署。低速率、低功耗、低宽带同样给NB-IOT芯片以及模块带来低成本的优势。

窄带物联网的出现,改变了物联网的应用。


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