Как выбрать правильную технологию глобальной сети с низким энергопотреблением

Приянка Пурбе из Volansys

Мир «Интернета вещей» и его использование в различных отраслях стремительно расширяются. Он меняет способ взаимодействия людей и устройств, создает рыночные возможности и способствует изменениям в разных отраслях.

Постоянное совершенствование различных технологий очень затрудняет пользователю выбор лучшей технологии для своих конкретных нужд. В этом блоге Приянка Пурбе из Volansys обсуждает несколько технологий глобальных сетей с низким энергопотреблением, основанных на различных параметрах.

Вот некоторые общие параметры, которые следует выбрать, и лучший протокол для связи на большие расстояния:

• Тип отраслевого приложения
• Легкий доступ к технологиям и доступному оборудованию.
• Рабочий диапазон RF
• Скорость передачи данных
• Проблемы безопасности
• Наличие технической поддержки.
• Потребляемая мощность

LoRA

LoRa расшифровывается как Long Range Radio и представляет собой беспроводной протокол, специально разработанный для связи на больших расстояниях с низким энергопотреблением. В основном он нацелен на сети M2M и IoT и разработан Semtech . . Эта технология позволит общедоступным или многопользовательским сетям соединять несколько приложений, работающих в одной сети.

LoRa Alliance был создан для стандартизации LPWAN (Low Power Wide Area Networks) для IoT и является некоммерческой ассоциацией, в которую входят члены ряда ключевых акционеров рынка, таких как Cisco, Actility, MicroChip, IBM, STMicro, Semtech, Оранжевый Мобильный и многое другое. Этот альянс является ключом к обеспечению взаимодействия между несколькими общенациональными сетями.

Устройства LoRa предлагают такие функции, как большой радиус действия, низкое энергопотребление и безопасная передача данных для приложений IoT. Эти технологии обеспечивают большую дальность действия, чем сотовые сети, и могут использоваться в общедоступных, частных или гибридных сетях. Его можно легко подключить к существующей инфраструктуре и использовать недорогие приложения IoT, работающие от батарей.

Приложения для беспроводной технологии LoRa включают интеллектуальный учет, отслеживание запасов, данные и мониторинг торговых автоматов, автомобильную промышленность и коммунальные приложения. Эти технологии широко распространены и включены во многие системы, даже на небольшие производственные компьютеры, такие как Arduino . есть варианты LoRa. Соответственно, очень легко разрабатывать приложения LoRa как для крупномасштабного производства, так и для более специализированных приложений.

Ниже приведены различные технические параметры для LoRa:

SigFox

SigFox - французский глобальный сетевой оператор, который в настоящее время развернут в 19 странах на площади 1,2 миллиона км². Он работает на частоте 868 или 915 МГц и очень медленно передает очень небольшие объемы данных (300 бит / с) с использованием двоичной фазовой манипуляции (BPSK). Он может обеспечить покрытие на большие расстояния и обладает общими характеристиками, которые делают его подходящим для любого приложения Интернета вещей, требующего лишь небольших объемов данных.

SigFox устанавливает антенны на вышках (например, компания сотовой связи) и принимает данные от устройств (таких как датчики парковки или счетчики воды). Эти передачи используют нелицензированные частоты, полоса ISM 915 МГц в США; на той же частоте, что и в беспроводном телефоне.

Эта технология подходит для любого приложения, которому необходимо отправлять небольшие, нечастые пакеты данных. Такие вещи, как базовые системы сигнализации, мониторинг местоположения и простые измерения, являются примерами односторонних систем. Сигнал отправляется несколько раз, чтобы «убедиться», сообщение проходит с некоторыми ограничениями, такими как более короткое время автономной работы для приложений с батарейным питанием и отсутствие возможности гарантировать, что сообщение получено вышкой.

Ниже приведены различные технические параметры SigFox:

LTE-M

LTE-M - это стандарт радиотехнологии для глобальной сети с низким энергопотреблением (LPWAN), разработанный в выпуске 3GPP 13, стандарт, который определяет узкополосный IoT (NB-IoT или LTE Cat NB1). LTE-M использует более дешевые модули, увеличивает время автономной работы, обеспечивает лучшее проникновение сигнала и имеет возможность использовать существующую инфраструктуру.

Благодаря скорости восходящего и нисходящего каналов 375 кбит / с в полудуплексном режиме Cat M1 поддерживает приложения IoT с потребностями в низкой или средней скорости передачи данных. С такой же скоростью LTE Cat M1 может доставлять удаленные обновления прошивки по воздуху (FOTA) в течение возможного периода времени. Это создает наилучшее возможное решение для подключения к Интернету вещей с точки зрения безопасности, масштабирования и стоимости.

Он имеет узкую полосу пропускания 1,4 МГц по сравнению с 20 МГц для обычного LTE, что дает более широкий диапазон. Благодаря использованию тех же функций передачи обслуживания соты, что и в обычном LTE, мобильность полностью поддерживается. Возможен роуминг с LTE-M, поскольку он подходит для приложений, которые могут работать в нескольких регионах.

Задержка составляет миллисекунды, обеспечивая связь в реальном времени для критичных ко времени приложений. Срок службы батареи составляет до 10 лет на одной зарядке с низкими затратами на обслуживание, даже если конечные устройства не подключены напрямую к электросети.

«Умное строительство», «Умные города», автомобильная промышленность и транспорт, Connected Health, Smart Metering - ключевые приложения LTE -M.

Ниже приведены различные технические параметры LTE-M:

Этот разговор о различных протоколах IoT будет полезен при выборе лучших протоколов для связи на большие расстояния, но из-за его зависимости от множества аспектов принятие решения о выборе технологии беспроводной связи на большие расстояния для вашего приложения может быть сложной задачей.

Автор - Приянка Пурбе, старший инженер, Volansys

Об авторе

Приянка Пурбе имеет более чем 5-летний опыт разработки прошивок. В настоящее время она работает в Volansys старшим инженером. Она специализируется на разработке прошивок и решений.