物联网平台的定义:
物联网平台是一个中间层,一方面位于物联网设备层和物联网网关(和数据)层之间,另一方面是应用。因此,物联网平台也被称为应用支撑平台/智能管理平台。
物联网平台的基本功能和优势:
物联网平台支持物联网设备和端点管理、连接和网络管理、数据管理、处理和分析、应用开发、安全、访问控制、监控、事件处理和接口/集成。
物联网平台有自己的根,需要管理、监控、存储、翻译、保护和分析物联网数据;启用应用程序;物联网设备管理;因为物联网缺乏标准和互 *** 作性、连接性和集成性;安全性、固件更新以及用户和访问管理;可视化并与应用程序、用户和开发人员联系。
物联网平台可以更快、更便宜、更好地构建物联网解决方案,实现物联网项目。它们的基本功能包括连接和网络管理、设备管理、数据采集、处理分析和可视化、应用支持、集成和存储。
随着更多物联网设备/资产、数据、相关技术、网络/连接解决方案的出现,以及基础设施和高效、可互 *** 作和安全连接的发展,物联网平台已经成为专业的物联网部署。
物联网平台已经成为物联网部署的重要组成部分,几种类型和供应商都有各自的侧重点和市场策略。此外,物联网平台的现实和市场非常复杂,因为物联网项目、应用和解决方案具有不同的架构、连接和管理设备的方式、管理和分析数据的可能性、构建应用的能力和利用的选项。对于任何特定环境下的任何给定物联网用例,物联网都是有意义的:例如:消费应用、企业物联网应用和工业物联网或工业40。
物联网就是物物相连的互联网。
这有两层意思:
其一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;
其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是物物相息。
物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。
物联网的应用:
1、智能交通。物联网技术在道路交通方面的应用比较成熟。随着社会车辆越来越普及,交通拥堵甚至瘫痪已成为城市的一大问题。对道路交通状况实时监控并将信息及时传递给驾驶人,让驾驶人及时作出出行调整,有效缓解了交通压力。
2、智能家居。智能家居就是物联网在家庭中的基础应用,随着宽带业务的普及,智能家居产品涉及到方方面面。 家中无人,可利用手机等产品客户端远程 *** 作智能空调,调节室温。
3、公共安全。近年来全球气候异常情况频发,灾害的突发性和危害性进一步加大,网可以实时监测环境的不安全性,情况提前预防、实时预警、及时采取应对措施,降低灾害对人类生命财产的威胁。
一、什么是物联网网关?
网关就是为了不同协议之间转换难而诞生的一个产品,对内负责整个智能家居系统不同设备的协议转换,对外通过以太网或者WiFi进入互联网实现远程通信。
相比于互联网时代,物联网的通信协议更加多样,物的碎片化非常严重,网关的重要性也就由此凸显——物联网网关能够把不同的物收集到的信息整合起来,并且把它传输到下一层次,因而信息才能在各部分之间相互传输。物联网网关可以实现感知网络与通信网络,以及不同类型感知网络之间的协议转换;既可以实现广域互联,也可以实现局域互联。
比如电视机、洗衣机、空调、冰箱等家电设备;门禁、烟雾探测器、摄像头等安防设备;台灯、吊灯、电动窗帘等采光照明设备等,通过集成特定的通信模块,分别构成各自的自组网子系统。而在家庭物联网网关设备内部,集成了几套常用自组网通信协议,能够同时与使用不同协议的设备或子系统进行通信。用户只需对网关进行 *** 作。便可以控制家里所有连接到网关的智能设备。
网关在系统里面起着很重要的核心作用,网关有哪几种形态呢
我们这里也简单说说:
无线转无线:WiFi转433MHz、红外、ZigBee(家庭常见)
GPRS(2G、3G、4G)转433MHz、红外、ZigBee(工业常见)
无线转有线:WiFi转RS485、RS232、CAN(工业居多)
有线转无线:以太网转433MHz、红外、ZigBee(家庭常见)
有线转有线:以太网转RS485、RS232、CAN(工业居多)
二、物联网网关的历史
设备数据的采集、传输、监测是整个流程的关键步骤,在市场需求不断更新以及技术提升中,物联网智能网关就此出现,要更好地了解它的价值和出现的契机,要从设备机器数据的采集、传输、监测过程发展历程说起。
在发展早期,数据采集的意识才刚刚出现的时候,由于传感器的匮乏加上传输技术的落后,大多都是依靠人工进行数据计量。人工计量的弊端不言而喻,耗时耗力并且能够检测的范围是非常狭窄的,所以人工计量的方式很快就被淘汰。
1、初期的本地监测,数据采集的首次尝试
真正意义上的数据监测应该从本地监测开始。通过有线网络将设备总控和 PLC 或者 HMI 连接起来,进行本地的人机交互和信息交换,设备上的数据直接显示在 PC 或者 HMI 上面。
而PC需要近距离地安装在设备旁,同时需要人员一天 24 小时的监控以及反馈。此时,人工的力量还是占了主导地位,本地监测的实际意义不大,只是停留在简单的数据统计工作上。
2、以太网出现,延伸物理传输距离
由于本地监测局限性太大,人们开始把以太网等有线宽带技术运用在数据采集、传输上,数据的传输在范围上有了一定的延伸。当设备节点接入传感器,通过一定的转换到达以太网,再到达终端显示。就传输范围而言,在原有范围基础上是有了一定的拓展。
但是中间存在的协议标准差异导致通信并不能畅通无阻,且有线网络的固有限制就是无法远程监测,这又一次给数据市场提供一个巨大的需求。
3、网关的出现,适配更多协议标准
伴随着 2G/3G/4G 网络、Wi-Fi、蓝牙等无线网络传输技术的出现,数据的远程传输问题出现转机,但多种通信协议的多重协议标准也阻碍了设备与设备之间的“对话”。此时为了能够适配更多协议标准,网关的出现非常及时,在通信协议和数据之间,网关是一个翻译器,与网桥只是简单地传达信息不同,网关对收到的信息要重新打包,以适应系统的需求。
网关的转换能力结合无线通信协议技术,大大提高了物联网延伸距离,但物联网技术也面临一些独特的挑战。其中一个挑战是,受限于系统内存、数据存储容量和计算能力,很多物联网节点无法直接连接基于 IP 的网络,这样就难以做到万物互联。而物联网网关可以填补这块空白,在基于IP的公共网络与本地物联网之间架起一座网络桥梁,使用在不同的通信协议、数据格式或语言,甚至体系结构完全不同的两种系统之间。
通俗来讲,有了网关,所谓的 M2M 不再是狭义上机器与机器的对话,而是设备、系统、人之间没有障碍的沟通。
4、现代物联网智能网关,推动设备预测性运维
现代物联网智能网关,在物联网时代扮演非常重要的角色,它不仅是连接感知网络与传统通信网络的纽带。作为网关设备,物联网智能网关可以实现感知网络与通信网络,以及不同类型感知网络之间的协议转换,既可以实现广域互联,也可以实现局域互联。此外物联网智能网关还需要具备设备管理功能,运营商通过物联网智能网关可以管理底层的各感知节点,了解各节点的相关信息,并实现远程控制,特有的物联网边缘计算能力,让传统工厂在数字化转型的过程中实现了更为快速、精准的数据采集及传输。
三、物联网智能网关的特点
支持远程更新维护。例如 Ruff 的物联网智能网关可随时根据软件的升级,添加支持协议,对外提供基于 JS 语言的开发接口,只需下载相应的配置应用即完成对硬件产品功能的修改。在网关使用过程中出现了问题,也无需去现场进行维修只需利用 Ruff Explorer 远程管理工具在软件层面进行修改即可,从远端提前发现和解决隐患,使维护更智能,设备运行更稳定可靠。
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智慧路灯专用网关巨擘有GT-GW-B1000、GT-GW-Z1000等。
智慧路灯网关有以下特点:
智能路灯智慧网关具很多种接口可供很多设备接入,作为物联网的核心设备拥有强大的边缘计算能力,具有连接感知网络和传统公共网络的枢纽功能,可以将不同厂家的传感器设备进行统一的传输,完成远程灯光控制、信息化管理(采集)、智能控制等功能,从而形成社会管理与服务的新型管理模式。智能路灯智能网关是为解决智慧城市建设、城市亮化工程而推出了一款多功能灯杆智慧网关,在5G路灯杆、智慧路灯、多功能合杆等有着广泛的应用。
主要功能:一广泛的访问才能
现在,短程通讯的技能规范许多,只有LonWorks、ZigBee、6LoWPAN、rubee等常用的无线传感器网络技能,各种技能主要是针对某一应用开发的,缺少兼容性和体系规划。现在,国内外现已开展了物联网网关的规范化作业,如3GPP、传感器作业组等,以完成各种通讯技能规范的互联互通。
云网关
二可办理性
强壮的办理才能关于任何大型网络都是必不行少的。首先,需要对网关进行办理,如注册办理、权限办理、国家监管等。网关完成了子网中节点的办理,例如获取节点的标识、状况、特点、能量等,以及因为子网的技能规范和协议复杂性的不同,唤醒、 *** 控、确诊、升级和保护等的长途完成,网关具有不同的办理功能。根据物联网的模块化网关来办理不同感知网络、不同应用,保证使用一致的办理接口技能来办理终端网络节点。
三协议转化才能
不同感知网络到接入网络的协议转化,低规范格局的数据一致封装,保证不同感知网络的协议能够成为一致的数据和信令;将上层宣布的数据包分析成可由感知层协议识别的信令和 *** 控指令。
总结这些基本网关才能没有问题,但关于物联网网关来说,要害点之一是网关本身是完成感知层和通讯层的仅有入口和出口通道。外部只需要处理网关,而网关用于调度和 *** 控下面访问和注册的各种类型的传感设备。
因而,网关具有相似于API网关的要害才能,即对传感层中各种传感设备供给的不同类型的协议进行接入和适配,一起在协议接入后能够转化为规范接口协议和通讯层交互。关于实时接口,它能够选用相似的>WiFi 6何时才能真正成为无线市场的强心剂?
半导体产业基金(ID:chinabandaoti)
网上经常有一种说法,“有了5G就不用办宽带,不用开WiFi了,毕竟5G那么快”。就连一些业内人士也表示,5G来临之际,或许就是WiFi退出之时。但是会有很大的影响吗?毕竟应用场景不同、成本更不同。
来源:知乎
从第一代到第六代
WiFi即无线网络通信技术,是一组为无线局域网通信所定义的标准,目前已成为当今世界无处不在的技术,为数十亿设备提供连接支持,同时也是流量经济时代上网接入的首选方式,并且有逐步取代有线接入的趋势。
WiFi技术历经20多年六代产品的更迭,逐步改进信道宽度、速率、空间流数量以及工作频段,从第一代最快数据流量2Mbit/s到六代最高速率96Gbit/s,目前已在世界范围内各行各业中快速普及。2020年1月,Wi-Fi联盟推出Wi-Fi 6E标准,以确保行业统一通用术语,该标准允许Wi-Fi设备在频谱可用时支持6GHz频段。
图:WiFi发展历程时间轴
来源:招商证券
相比于上一代80211ac的WiFi 5,WiFi 6最大传输速率由前者的35Gbps,提升到了 96Gbps,理论速度提升了近3倍。当然,这个速率仅是理论最大值,实际速率则取决于空间数据流数量及无线信号的信道占用数量,96Gbps在复杂的日常生活环境下或许难以实现,但速率提升无疑十分明显。
表:WiFi 4/5/6主要性能对比
来源:IT技术网
WiFi 6不仅仅是上传下载速率的提升,还能够大幅改善网络拥堵的情况,允许更多的设备连接至无线网络,并拥有一致的高速连接体验,而这主要归功于同时支持上行与下行的MU-MIMO和OFDMA新技术。
WiFi 6通过更优质的Long DFDM Symbol发送机制,将每个信号载波发送时间从WiFi 5的32μs提升到128μs,可以有效降低丢包率和重传率,使传输更加稳定。
WiFi 6还引入了BSS Coloring着色机制,标注接入网络的各个设备,同时对其数据也加入对应标签,传输数据时也就有了对应的地址,直接传输到位而不会发生混乱。
此外,WiFi 6引入了TARget Wake Time(TWT)技术,允许设备与无线路由器之间主动规划通信时间,减少无线网络天线使用及信号搜索时间,这也就意味着能够一定程度上减少电量消耗,提升设备续航时间。不过,在WiFi 6网络下,对于手机、笔记本电脑、平板电脑等无线设备来说,由于需要持续的互联网访问,因此并不会明显地受益于TWT省电技术,但对于正在普及的智能家居场景来说,尤其是使用锂电池的无线设备,该技术则可以大大提升其续航时间,改善使用体验。
三大运营商积极布局WiFi 6新业态
在2020年5月17日,三大运营商分别召开发布会,宣布2020年将推进WiFi网络升级,布局WiFi 6新业态。目前,运营商正推进5G+宽带+WiFi的“三千兆时代”,推动AP端口设备升级换代,WiFi 6设备将最大化其效益,WiFi 6产业有望进入发展新阶段。
中国移动表示要推动千兆平台能力,并明确今年将集采WiFi6设备,实现WiFi6商用。中国电信和中国联通均表示启动“宽带+5G+千兆WiFi”的三千兆升级,明确布局WiFi6。
表:三大运营商2020年同时推进WiFi网络升级
来源:招商证券
WiFi 6产业链基本成熟
WiFi 6产业链上游主要由芯片及模组组成,中游包括通信网络设备及终端产品,下游主要为系统集成的智能应用服务。其中,芯片包括手机芯片组、家庭路由器芯片、企业及运营商芯片,这三类主要WiFi模组包括通用模块、路由器模块以及嵌入式WiFi模块;通信网络设备包括企业及家庭WLAN设备、家庭网关;终端产品主要是指支持WiFi 6的手机等终端设备;下游应用则包括智慧家庭、智慧医疗、超清视频、云游戏以及AR/VR、NB-IoT等服务。目前WiFi6上游产业链已基本成熟,网络设备也已实现商用,终端产品和更多应用服务正处于陆续突破阶段。
上游
芯片及模组
在上游芯片方面,海外供应商主要为英特尔、美满科技、博通、高通等主流芯片厂商,例如小米AX6和AX3600 WiFi 6路由器搭载的均是高通六核芯片、华硕AX3000 WiFi 6路由器搭载的是博通三核处理器、华硕RT-AX89X搭载的是高通四核处理器。在国内,华为于2020年2月24日发布了分别用于路由器和手机中的两款WiFi 6芯片,即凌霄650和麒麟W650,而同期发布的华为P40系列也成为首发麒麟W650芯片的手机。
表:国内外WiFi6芯片举例
来源:电子发烧友整理
模组方面,海外厂商包括村田(日本)、环旭(日本),三星(韩国)等,例如三星S10系列和苹果iphone 11均搭载的日本村田的WiFi 6模块;国内的WiFi 6模组厂商包含正基科技、海华科技、深圳必联电子等等。
中游
设备及终端产品
在设备厂商方面,WiFi 6家庭网关厂商包括天邑股份、华为等;企业级别无线路由器厂商包括思科、华为、星网锐捷等;家用无线路由器品牌包括TP-Link、腾达、华硕、小米、中兴、爱快等等。
表:小米、华为、华硕路由器规格举例
来源:电子发烧友整理
终端产品厂商方面,三星2019年发布的,Galaxy Note 10、苹果的iPhone11等手机终端已兼容WiFi 6技术;vivo于2020年2月推出的手机iQOO3,除了支持5G双模全网通技术,还搭配了WiFi 6与双WiFi智能网络;微软的surface系列平板和电脑也已支持WiFi 6;此外,将于2020年11月正式全球发布的索尼PS5也已确认支持最新WiFi 6技术。
据IDC统计,2019年支持WiFi 6的终端产品较少,只有苹果、三星、OPPO为主的智能手机生产厂商的部分型号支持WiFi 6,仅占总体手机销量份额的2-3%;另根据Wi-Fi联盟数据显示,截至2020年2月16日,已有151项产品获得Wi-Fi 6认证,其中包括23款电脑及配件、35款路由、87款手机,自2019年11月起数量明显增加。可见,WiFi6市场虽处于初始萌芽期,但具备强大的市场潜力,有望在2020年得到快速的认可与发展。
下游
应用场景
WiFi 6引入的MU-MIMO、OFDMA、TWT等新技术,使得WiFi网络应用场景得到了扩充,新的应用场景例如:
AR/VR/高清直播:通过融合OFDMA、MU-MIMO和1024-QAM等技术,WiFi 6可以增加联网的稳定性与可靠度,增加接入带宽,能够很好地满足VR/AR/4K/8K等新应用场景的高带宽需求;
智能家居:TWT技术的引入可使WiFi 6实现低功耗网络支援,满足新的物联网应用场景,在智能家居场景中,终端设备和网络连接设备可将功耗降到最低,从而保证较大数量的智能家居终端设备接入网络;
企业无线办公网络:WiFi 6采用更安全的WPA3加密技术,增强数据通信的加密性,从而保障商业环境使用的安全性。
图:WiFi6主要适应场景
来源:华为
WiFi 6代际更迭释放增量需求
目前全球WiFi芯片的出货量每年超过10亿片,根据Dell’Oro公司测算,2019年支持WiFi 6的芯片出货量占总出货量10%,到2023年将达到90%左右,WiFi6将成为WiFi芯片市场增长的主要动力。根据IDC的预测数据,我国网络无线市场规模2020年将达到875亿美元,其中WiFi 6相关设备实现超过5倍增长,市场规模超过2亿美元,并将在2022年成为市场主流方案。
图:2014-2023年中国网络无线市场规模预测(百万美元)
来源:IDC
同时,结合WiFi 5我国市场的历史数据可以发现,2015年WiFi 5达到512%的爆发式增长,随后从2015年到2019年保持着40%以上的年均复合增长率,对无线市场带来强有力的驱动。WiFi 5的产品发展轨迹,特别是从2019年开始增速放缓,都在暗示着新产品的迭代,而2020年是WiFi 6进军市场的第一个完整元年,预计将会在上一代产品增速放缓的市场背景下给予无线市场一剂强心针。
与WiFi 5产品的发展轨迹有一定不同点就是WiFi 6和5G产品的相爱相杀。众所周知,5G和WiFi 6都是在性能上占据相对优势的相似产品,都是可以在高速率、低时延、高并发上相互媲美的智能化社会驱动力。WiFi 6也同样会在很多使用场景上和5G形成相互弥补,相互驱动的关系,5G主外、WiFi 6主内的特点将会在室内外不同的工作场景有各自的用武之地。
从行业角度来看,在经历了2019下半年的“试用期”后,不同的行业对WiFi 6持有不同的认可度和接受度。例如在某些大型企业的环境中,WiFi 5已经足以支撑企业内部的无线网络需求,升级到WiFi 6的付出并非刚需。然而在一些网络质量需求略高的行业,对WiFi 6产品还是持有较高的认可度。其中,教育行业独占鳌头,占WiFi 6绝大部分市场,其中高校的设备升级以满足智慧校园,网络课堂等迫切需要解决时延痛点的需求,暑假假期的有利改造周期均为教育行业的市场驱动力。医疗领域中,对于物联网、智能医疗的需求越发迫切,这也意味着需要高并发和高速率的无线设备做相应的支持。整体上,大部分的行业用户在2019下半年对WiFi 6设备完成“审核试用”后,都抱有比较认可的态度和扩大需求的意向。
小结
WiFi 6产品虽强势出世,但毕竟尚未成熟,在充满机遇的同时,依旧面临着诸如成本、接受度等因素的挑战,目前WiFi 5已然处于成熟期,仍将会占据主流市场地位。WLAN市场中各产品在遵循市场大局发展趋势的同时,也需要理解特定产品的商品生命周期处于哪个阶段,目前WiFi 6正处于导入期与高速增长期的初级阶段,预计将会从2020开始,逐步替代处于成熟期的WiFi 5和已然处于衰退期的WiFi 4,2020年也将会是WiFi 6高速增长的元年
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