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低功耗广域网如何用于物联网商业建筑

木马童年 2020-1-31 16:47 218 0

物联网设备的数据吞吐量每年都在呈指数级增长,用户依靠这些数据为决策提供信息,同时更多的企业允许他们的流程由物联网数据来驱动。本文将重点讨论的一个突出例子是商业建筑。商业建筑拥有数百台设备,需要经常维护 ...

物联网设备的数据吞吐量每年都在呈指数级增长,用户依靠这些数据为决策提供信息,同时更多的企业允许他们的流程由物联网数据来驱动。本文将重点讨论的一个突出例子是商业建筑。

商业建筑拥有数百台设备,需要经常维护和保养,以确保它们按预期运行。顶层机械室有各种装置(电梯、防震等),地下室有生活水泵,租户房间有空气处理器系统——在每台设备上安装传感器可能很有挑战性。传统系统,如建筑管理系统,通常需要连接整个物业内的传感器,不过,这些系统的价格可能高达7位数。

低功耗广域网如何用于物联网商业建筑

如果由于成本和复杂性,您不想连接所有传感器,那么在评估物联网时,需要回答几个问题:

  • 需要收集什么类型的数据?

  • 这些系统有多关键?我需要远程控制这些设备吗?

  • 大楼内有什么网络基础设施?

  • 这座建筑物有多少年?楼层之间的大概高度是多少?混凝土板之间的厚度是多少?

  • 全部实施费用是多少?是否会有任何额外的订阅支出?

根据上述问题的答案,物联网系统所需的基础设施可能会有很大差异。设备之间最常见的构建协议是BACnet MSTP/IP、Modbus RTU/TCP、数字输出(干接点和湿接点)和模拟输出(4-20mA,0-10V)。

所有这些协议传统上都需要在数据记录设备和每个传感器之间建立物理连接。这些数据记录设备将模拟输出分别转换为与传感器相对应的可读格式。

在整个建筑中使用有线传感器并不总是能够达到预期的经济效益。我们可以使用更好的现代物联网系统,这些系统能够通过无线通信介质进行传输来读取通用协议。这些无线设备使用的是低功耗广域网(LPWAN)来进行网络连接。这些LPWAN技术通常由电池供电,可以在特定的、间歇的和/或一致的时间频率上发送数据。目前该协议已经在全球各地使用。

有多种LPWAN技术,而且每种技术都有其优点和缺点,其中包括LTE-M(蜂窝)、NB-IOT(蜂窝)、LoRaWAN和Sigfox。还有其他可用的选项,但这4种是最常见的,目前可用于部署。在这四种技术中,LoRaWAN是最常见的。LTE-M和NB-IoT有点类似,但与LoRaWAN不同,部署是特定于运营商而不是特定于区域。

您可能会问:对于无线部署,为什么不使用wi-fi或蓝牙?虽然在某些情况下,这些是可行的选择,但对于长距离和穿墙传输的少量数据来说,它们不是首选策略。

这里的关键区别在于LPWAN技术以SUB-GHz频率进行通信。LPWAN可以在整栋大楼之间进行通信,原因与20世纪90年代的对讲机和无绳电话拥有如此广泛的通信范围相同,它们在sub—GHz范围内通信——在美国大约是900 MHz。

随着频率的降低,设备之间的通信范围会增加,因为这些设备产生的无线信号更有可能穿过地板和墙壁。尽管如此,设备可以发送的数据量会随着距离通信接收方越远而减少。

LPWAN的优势在于,与传感器之间的传统物理连接相比,它最大限度地减少了部署物联网传感器所需的时间。这些技术的成本也在下降,并将在未来5到10年内继续下降。

每种无线技术都有其优缺点,然而,到今天为止,最有前途的远程无线技术是LoRaWAN,其次是LTE-M和NB-IoT。从长远来看,LTE-M和NB-IoT能够获得更大的市场份额,但会受到单一运营商全球覆盖能力的显著影响。

例如,在美国,AT&T和Verizon已经采用了LTE-M,Sprint目前正在部署LTE-M网络,而T-Mobile已经决定放弃LTE-M并立即将资源投入到NB-IOT中。世界各地的每一家运营商都在按照自己的节奏部署,并遵守相关法规。目前还没有覆盖全球的行动计划。

与LTE-M和NB-IOT不同,LoRaWAN和Sigfox是无载波的,可以在建筑物内的特定位置安装无线网桥。来自这些网桥的通信可以连接到现有的建筑网络和/或蜂窝网络。

物联网设备 物联网 管理系统 远程控制 基础设施 无线通信
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