Интернет вещей растет и расширяется, хотя устройства IoT имеют тенденцию к стагнации. Это приносит новый набор проблем. Возможно, самое важное сегодня — как заставить миллиарды небольших устройств, разбросанных по домам, городам и цепочкам поставок, общаться друг с другом без необходимости менять батареи каждые несколько недель. Пользователи могут заряжать свои смартфоны и концентраторы умного дома, но беспроводные датчики, используемые для мониторинга состояния машин, загрузки контейнеровозов и тысяч других вещей, не могут.
Беспроводные датчики, которые могут работать месяцами, годами и даже десятилетиями без разрядки батареи, имеют решающее значение для будущего Интернета вещей, и это зависит от сочетания эффективного оборудования, интеллектуального программного обеспечения и соответствующих сетевых технологий.
Узнайте о маломощных датчиках Интернета вещей
Для работы датчиков обычно не требуется много электроэнергии. Если все, что им нужно сделать, это измерять температуру несколько раз в день, потребление электроэнергии будет практически незначительным. Однако у них также есть две другие задачи: обработка данных (с использованием микроконтроллеров) и отправка данных в другое место (с помощью радиочастотного передатчика). Это когда датчики потребляют много электроэнергии.
Простой способ свести к минимуму энергопотребление — большую часть времени держать датчик в «спящем» состоянии с помощью устройства сигнализации. Это сигнальное устройство будет потреблять лишь небольшое количество энергии, пока не отправит сигнал на датчик, указывающий, что пришло время измерить, обработать и передать сигнал. Чем меньше энергии потребляет это устройство сигнализации, тем дольше будет работать датчик, независимо от того, сколько энергии потребляют схемы обработки данных и радиочастотные передатчики.
В общем, отправка больших объемов данных на большие расстояния требует много электроэнергии. Поэтому важна как отправка минимального объема данных, так и использование протокола соединения с низким энергопотреблением. Выполнение некоторой локальной обработки данных может помочь снизить энергопотребление во время передачи, но найти лучший способ отправки данных сложнее, поскольку разные беспроводные технологии будут работать лучше в разных случаях. Однако существует немало вариантов: от энергоемких сетей Wi-Fi и сотовой связи (таких как GSM, GPSR, LTE и т. д.) до вариантов с низким энергопотреблением, таких как Zigbee и Sigfox.
Не все датчики Интернета вещей одинаковы: некоторые будут передавать данные в густонаселенных городских районах, другие могут использоваться в отдаленных горных районах. Люди могут использовать довольно много датчиков в домах и на фабриках. Частоты, на которых работают датчики, а также протоколы, которые они используют на каждой частоте, будут различаться в зависимости от варианта использования и других факторов, но ниже приведены некоторые из наиболее распространенных протоколов, перечисленные в порядке диапазона от коротких до длинных.
Z-wave, используемая в основном для целей домашней автоматизации, представляет собой популярную технологию с низким энергопотреблением, которая поддерживает ячеистую сеть и работает в диапазоне ниже 1 ГГц, помогая снизить энергопотребление и помехи от других устройств.
Zigbee до сих пор широко применяется в промышленном Интернете вещей (IIoT) и специализируется на работе сенсорных ячеистых сетей ближнего действия с низким энергопотреблением. Это сводит к минимуму время активности радиоволн датчика, что позволяет снизить энергопотребление.
Вы можете увидеть больше: Сравните Zigbee и Z-Wave, две беспроводные технологии для умных домов.
Хотя 6LoWPAN часто считается конкурентом Zigbee, он не является прикладным протоколом. 6LoWPAN — это сетевой протокол, основанный на IPv6 . Это означает, что каждое подключенное устройство будет иметь свой уникальный идентификационный адрес. Это делает 6LoWPAN легко совместимым с существующими IP-системами и фактически может работать на различных диапазонах, а не только на одном диапазоне. 6LoWPAN еще не получил широкого распространения, но его низкое энергопотребление дает большие преимущества совместимости.
Bluetooth уже интегрирован во многие потребительские устройства, а с появлением версий с низким энергопотреблением он сделал огромный шаг вперед для Интернета вещей. Он поддерживает более высокие уровни пропускной способности и большую дальность действия, чем некоторые другие технологии. Благодаря своей совместимости он может стать лучшим выбором для многих приложений.
Разработанный Wi-Fi Alliance как стандарт с низким энергопотреблением для подключения устройств IoT, HaLow в первую очередь конкурирует с Bluetooth при использовании в устройствах умного дома и сенсорных сетях. Частота 900 МГц обеспечивает хорошую дальность действия и способность преодолевать препятствия. Очень высокая пропускная способность, очень низкое энергопотребление. Он еще не получил широкого распространения, но ожидается, что он хорошо справится со своей задачей.
Для передачи данных на небольшие расстояния и с низким энергопотреблением Sigfox трудно превзойти. В зависимости от окружающей среды он может отправлять данные на большие расстояния. Пропускная способность довольно низкая, что делает его плохим выбором для устройств с интенсивной полосой пропускания, но отлично подходит для измерительных приборов общего назначения и базовых датчиков. Sigfox широко доступен в Европе, США, Австралии и Азии.
Их повсеместное распространение и высокая пропускная способность делают сотовые сети подходящим выбором для датчиков Интернета вещей, но их высокое энергопотребление и склонность к перегруженности даже сетевым трафиком в нежизнеспособных средах Интернета вещей делают их непопулярными среди производителей датчиков с низким энергопотреблением. Вот почему люди постоянно работают над модернизацией существующей инфраструктуры для поддержки LTE-M (LTE-Machine, что означает возможность передачи данных IoT в реальном времени) и NB-IoT (NarrowBand-IoT), специально предназначенных для устройств с низким энергопотреблением и низкой пропускной способностью. . LTE-M и NB-IoT, наряду с 5G, вероятно, будут использоваться во многих будущих приложениях IoT.
Технология аккумуляторов постоянно совершенствуется, и полным ходом идет быстрое развертывание крупных сенсорных сетей. Мы добились впечатляющих успехов в создании датчиков, которые экономят электроэнергию без ущерба для производительности.
Стандарты с большой существующей базой пользователей, такие как Bluetooth, Wi-Fi и сотовая связь, вероятно, будут широко использоваться в домашних условиях, в то время как промышленные и другие приложения будут ориентированы на любое приложение.Какие технологии наиболее подходят для ситуации, в которой они используются?
Создание маломощных сенсорных сетей будет становиться все более популярным в ближайшие годы или даже десятилетия.
Если у вас возникли проблемы с установкой или обновлением приложения «Магазин» в Windows 10, это может быть связано с проблемой с кешем магазина. Узнайте как <strong>очистить кеш магазина Microsoft</strong> для вашей учетной записи в Windows 10.
Кейлоггер - это программное обеспечение для захвата и сбора информации о нажатиях клавиш. Узнайте о лучших бесплатных кейлоггерах для Windows. Как защитить свои данные!
Если вы используете Microsoft Edge на общем компьютере с Windows 10 и хотите сохранить конфиденциальность своей истории просмотров, узнайте, как настроить Edge для запуска в режиме InPrivate.
Вы можете решить многие проблемы, возникающие в Windows 11, с помощью настройки системы. Например, если игра не запускается, открытие и изменение настроек MSConfig может решить проблему.
VPNBook — бесплатный провайдер VPN с неограниченной пропускной способностью, идеален для доступа к заблокированным сайтам. Узнайте, как настроить VPN на Windows за считанные минуты.
Узнайте, как включить или отключить встроенное автозаполнение в адресной строке проводника и диалоговом окне «Выполнить» в Windows 10. Следуйте нашим простым шагам!
Windows 10 предоставляет <strong>меню параметров загрузки</strong>, позволяющее исправлять проблемы и перенастраивать систему. Узнайте, как получить доступ к этому меню.
Кнопка «Удобство доступа» на экране входа в Windows 10 дает возможность пользователям запускать приложения, такие как диспетчер задач и командную строку, для улучшения доступа и функциональности.
Эта статья поможет вам настроить переключение между веб-камерами на компьютере с Windows 10. Убедитесь, что у вас по умолчанию установлена нужная веб-камера.
Узнайте, как быстро и удобно открыть Блокнот в Windows 11 различными способами. Bлокнот — это незаменимое текстовое приложение, которое всегда под рукой.
