Existem muitas soluções técnicas para a tecnologia de transmissão Netcom endpoint da Internet das Coisas. bem conhecido soluções de tecnologia de conectividade sem fio incluir NB-IoT, LoRa, Wi-fi, Bluetooth, ZigBee, Sigfox, e sub-GHz. Diferentes tecnologias de comunicação têm diferentes características e respectivos cenários de aplicação. Entre eles, LoRa e NB-IoT são os mais usados e mais preocupados em cenários de aplicação de IoT. A tecnologia LoRa IoT pode alcançar longa distância, transmissão de dados de baixa potência, que não podem ser totalmente satisfeitas por outras tecnologias de comunicação IoT. Essa também é a intenção original da tecnologia LoRa IoT. A tecnologia LoRa IoT é adequada para cenários com uma ampla gama, uma pequena quantidade de dados, e baixa pontualidade. Para construir aplicativos IoT e sistemas IoT, você deve entender cuidadosamente o propósito, requisitos, e ambiente dos cenários de aplicação. Somente uma compreensão detalhada e objetiva dos requisitos e do ambiente pode determinar corretamente a tecnologia de transmissão. Escolher um fornecedor que possa fabricar dispositivos IoT com vários protocolos pode tornar seu projeto IoT muito mais tranquilo.
LoRa, o que exatamente é isso?
LoRa é uma tecnologia de transmissão WAN de baixa potência, usado principalmente na Internet das Coisas. LoRa é a abreviação de longo alcance, e de longo alcance também é a principal vantagem do LoRa, com uma longa distância de transmissão de mais de 15 km em áreas abertas.
Como uma das tecnologias de comunicação LPWAN, LoRa é um esquema de transmissão sem fio de ultra longa distância baseado na tecnologia de espectro espalhado. LoRa é baseado em espectro de propagação de modulação de frequência linear, que não apenas mantém as características de baixo consumo de energia da modulação do espectro do sinal, mas também aumenta significativamente a distância de comunicação. A tecnologia LoRa IoT tem alta sensibilidade e uma forte relação sinal-ruído. O surgimento de LoRa pode muito bem resolver os cenários de aplicação de longa distância, baixo consumo de energia, e transmissão de pequenos sinais na Internet das Coisas. LoRa tem desempenho inigualável e é amplamente utilizado na era da Internet das Coisas.
Introdução à Internet das Coisas
A Internet das Coisas (IoT) refere-se a dispositivos e tecnologias que conectam coisas a uma rede. Objetos por si só não podem perceber mudanças no ambiente. Vários dispositivos IoT precisam ser instalados em objetos, como sensores de informação, scanners a laser, dispositivos de identificação por radiofrequência, sensores de temperatura e umidade, etc. Após esses dados serem coletados, eles são transmitidos para o servidor ou centro de nuvem para processamento. Depois que o servidor processa os dados, ele dará feedback com base nas informações. Os objetos são conectados a objetos e servidores por meio de sensores, dispositivos de rede, e portais para perceber a percepção inteligente, reconhecimento e gestão de objetos e processos. A Internet das Coisas é um suporte de informação baseado na Internet e nas redes de telecomunicações tradicionais. Ele permite que todos os objetos físicos comuns que podem ser endereçados independentemente para formar uma rede interconectada.
Introdução ao LoRa IoT
LoRa IoT refere-se à conexão de objetos à rede por meio de módulos LoRa, entradas, e outros dispositivos. LoRa IoT é transmitir várias informações necessárias coletadas por vários sensores e dispositivos finais, como sensores para nós de rede e servidores através do sistema LoRa. O dispositivo terminal também pode reagir de acordo com as informações enviadas pelo servidor ou outro dispositivo terminal. A conexão do sistema LoRa IoT é bidirecional.
Vantagens e desvantagens do sistema LoRa IoT
Vantagem: A rede LoRa IoT tem as características de longa distância de transmissão, baixo consumo de energia de trabalho, muitos nós de rede, forte capacidade anti-interferência, e baixo custo.
- Longa distância de transmissão: sensibilidade -148dBm, distância de comunicação até 15 quilômetros
- Baixo consumo de energia de trabalho: O método Aloha só se conecta quando há dados, e a bateria pode funcionar por vários anos
- Vários nós de rede: No modo de rede flexível, vários nós podem ser conectados
- Anti-interferência forte: O protocolo tem a função de LBT, baseado no método Aloha, com salto de frequência automático e funções de adaptação de taxa
- Baixo custo: espectro não licenciado, baixo custo de nó / terminal
Desvantagens: A rede LoRa IoT tem muitas vantagens, mas também tem certas desvantagens.
- Interferência de espectro: Com o desenvolvimento contínuo de LoRa, equipamento LoRa, e implantação de rede continuam a aumentar, e certas interferências de espectro ocorrerão entre si.
- Precisa construir uma nova rede: Durante o processo de implantação LoRa, os usuários precisam construir sua própria rede.
- Pequena carga útil: A carga útil de dados de transmissão LoRa é relativamente pequena e tem um limite de bytes.
Aplicações práticas de LoRa IoT
Nos últimos anos, A tecnologia sem fio de LoRa tornou-se cada vez mais madura e gradualmente reuniu um ecossistema completo de aplicativos de IoT. Para promover a Internet das Coisas e construir uma cidade inteligente, o governo da cidade de Taipei também acompanhou a tendência de desenvolvimento dessa tecnologia. Por meio da tecnologia LoRaWan, uma plataforma experimental IoT foi implantada para resolver as necessidades dos cidadãos com soluções inteligentes. Além das soluções de cidade inteligente vigorosamente promovidas pelo governo da cidade de Taipei, os cenários de aplicação adequados para LoRa IoT também incluem os seguintes tipos:
Edifício inteligente
Equipamentos de construção tradicionais não podem atender à busca das pessoas por maior qualidade de vida, e construir inteligência tornou-se uma tendência inevitável. A inteligência de construção requer a adição de vários dispositivos IoT aos edifícios. Esses dispositivos IoT podem adicionar sensores de acordo com suas necessidades, como sensores de temperatura, sensores de umidade, sensores de qualidade do ar, etc. A informação recolhida por estes sensores é transmitida periodicamente ao supervisor ou sistema de processamento automático. O supervisor ou sistema de processamento automatizado ajustará a temperatura do ar condicionado e a umidade interna de acordo com os dados para melhorar o ar interno. A longa duração da bateria do LoRa é bem refletida aqui.
Smart Fire
O trabalho de combate a incêndios é dividido em prevenção e combate a incêndios, ambos os quais têm altos requisitos de tempo. Agora com o aquecimento global e uma população densa, as pessoas têm requisitos cada vez mais altos para combate a incêndios. A prevenção de incêndios não é apenas prevenir o incêndio, mas também encontrar rapidamente o ponto de incêndio e extinguir o fogo antes que ele ocorra. A prevenção de incêndios na floresta é mais difícil do que outra prevenção de incêndios. Não há eletricidade na floresta, e a área da floresta é grande. Quando há uma pequena área de incêndio, é difícil encontrar o local do incêndio. O sistema de prevenção de incêndio LoRa IoT pode resolver esse problema muito bem. LoRa tem uma grande área de transmissão, Baixo consumo de energia, e bateria de longa duração. Ele pode monitorar a situação da floresta em tempo real e extinguir o incêndio em um tempo muito curto. Quando um prédio está sob fogo, LoRa transmite a situação de incêndio para o corpo de bombeiros pela primeira vez através da tecnologia de transmissão sem fio, e Detectores de fumaça LoRaWAN pode planejar uma rota de fuga segura para o pessoal de fuga interna para reduzir os danos causados pelo fogo.
Agricultura inteligente
A agricultura é uma indústria sensível aos custos. Os dispositivos LoRa IoT custam menos do que outros dispositivos IoT, e o amplo alcance de transmissão do LoRa significa que menos dispositivos devem ser implantados em fazendas e pastagens, reduzindo ainda mais os custos operacionais. O dispositivo LoRa IoT coleta várias informações do ambiente de crescimento por meio de sensores como temperatura, umidade, ácido, e outros, e, em seguida, transmite periodicamente essas informações para o servidor de nuvem. Com base nesses dados, os agricultores podem determinar se é hora de regar e fertilizar, que reduz o consumo de recursos hídricos e melhora o rendimento das safras.
Rastreamento logístico
Agora, o setor de logística está cada vez mais desenvolvido, e há cada vez mais transporte logístico e armazenamento logístico. O desenvolvimento de empresas de logística depende da qualidade da gestão logística e do rastreamento logístico. Quando as mercadorias são transportadas por caminhão, geralmente leva muito tempo e uma longa distância. A duração da bateria do dispositivo de rastreamento ou localização e a distância percorrida pelo sinal se tornarão muito importantes. Durante o processo de localização da mercadoria em tempo real, a bateria não pode ser desligada. Para manter a vida útil da bateria, A tecnologia LoRa IoT é caracterizada por um complexo sistema de logística inteligente. As empresas de logística podem colocar Dispositivos de rastreamento LoRa em posições apropriadas de acordo com a distribuição do armazém e rotas de transporte, e realmente dominar a situação de transporte de itens. Para empresas, pode melhorar a eficiência do transporte empresarial, entender o transporte de mercadorias, e reduzir a perda de mercadorias; para consumidores, eles podem realmente entender o local de transporte e a hora aproximada de chegada das mercadorias, e organizar razoavelmente o tempo para receber a entrega expressa.
Resumo da tecnologia LPWAN
O objetivo de tecnologias LPWAN é uma tecnologia de comunicação de rede sem fio de longa distância otimizada para M2M (dispositivo a dispositivo) cenários de comunicação em aplicativos IoT. As vantagens da tecnologia LPWAN são refletidas principalmente em baixa velocidade, consumo de energia ultrabaixo, longa distância, baixo rendimento, e forte cobertura. Essas características mostram apenas que essa tecnologia é desenvolvida para o cenário de transmissão de longa distância da Internet das Coisas. Aplicações específicas incluem cobertura urbana, leitura remota do medidor, inspeção de tampa de bueiro, e inspeção de embarcações de pesca offshore.
Como um novo campo de tecnologia, LPWAN é dividido em duas facções principais: banda de frequência autorizada e banda de frequência não licenciada. As bandas de frequência licenciadas são divididas em EC-GSM, eMTC, e NB-IoT; a “carta superior” de bandas de frequência não licenciadas é LoRa.
EC-GSM
Com a ascensão do LPWAN, as desvantagens do GRPS tradicional aplicado à Internet das Coisas tornam-se cada vez mais óbvias. Em 2014, o projeto de pesquisa 3GPP proposto para migrar banda estreita (200kHz) Tecnologia de Internet das coisas para GSM, buscando uma faixa de cobertura mais ampla 20dB maior do que o GPRS tradicional, e propôs cinco metas: melhorando o desempenho da cobertura interna, suporte a conexões de dispositivos em grande escala, reduzindo a complexidade do equipamento, será um grupo de novas empresas da cadeia da indústria, e atraso de tempo. De 2015, o TSG GERAN #67 relatório da reunião afirmou que EC-GSM atingiu cinco objetivos principais. Mas com o congelamento do padrão R13 NB-IoT, as pessoas colocam mais energia no padrão redefinido.
eMTC
O conceito de eMTC é oficialmente nomeado em R13. O R12 anterior é chamado de MTC de baixo custo, que é uma tecnologia IoT baseada na evolução LTE. eMTC é implantado com base em uma rede celular, e o equipamento do usuário pode acessar diretamente a rede LTE existente, suportando frequência de rádio de 1,4 MHz e largura de banda de banda base. Os principais recursos do eMTC são de alta velocidade (em comparação com GPRS, Zigbee, etc.), mobilidade, localização, e suporte para voz.
NB-IoT
NB-IoT, que está particularmente quente recentemente, é na verdade a integração de NB-CIoT e NB-LTE. NB-CIoT propõe uma tecnologia de interface aérea totalmente nova, que é mais modificada do que a rede LTE tradicional. Satisfaz os cinco objetivos propostos na reunião TSG GERAN # 67. Destaca-se que o custo dos módulos de comunicação é inferior ao dos módulos GSM e NB-LTE. O NB-LTE é compatível com o LTE existente e é caracterizado por fácil implantação. Após acirrada controvérsia, os dois foram finalmente fundidos para formar o padrão técnico de NB-IoT.
Comparação de LoRa IoT e NB-IoT
Com base em considerações de custo, o preço unitário do módulo LoRa é sobre 8-10 Dólares americanos, e não há necessidade de pagar taxas de espectro adicionais para bandas de frequência não licenciadas. Comparado com NB-IoT, tem vantagens significativas no custo. Em termos de desempenho da bateria, já que o NB-IoT funciona no espectro celular licenciado, precisa sincronizar a rede regularmente, que consumirá energia correspondente. LoRa IoT não tem essa preocupação, mas esse recurso do NB-IoT também é muito bem-vindo por bicicletas compartilhadas. Nesta base, o veículo pode ser posicionado em tempo real. Além disso, da perspectiva do modelo de negócios, NB-IoT pertence à construção de rede de operadoras de telecomunicações, e o lado comercial não precisa considerar a implantação de estações base por si só, o que é mais livre de preocupações. mas ao mesmo tempo, a qualidade e segurança da rede são riscos incontroláveis, e o valor agregado das próprias empresas também será prejudicado até certo ponto. LoRa, por outro lado, é uma rede corporativa autoconstruída. As estações base precisam ser implantadas por si mesmas, e operações de acompanhamento, manutenção, otimização, etc. é requerido. pontos de cobertura, qualidade da rede, e segurança são de sua inteira responsabilidade.
Até aqui, loRa IoT e NB-IoT têm suas próprias vantagens e desvantagens e seus respectivos cenários de aplicação. Nenhuma tecnologia de IoT será verdadeiramente popular. No que diz respeito à tecnologia em si, não há perfeição absoluta. Começando pelo negócio, é ainda mais necessário combinar características e modelos de negócios para selecionar uma tecnologia IoT mais adequada. O desenvolvimento da tecnologia IoT é acompanhado por “Heróis” de todo o mundo. Vamos esperar para ver se haverá três partidos ou novos poderes para dominar o mundo no futuro.
IstoRuma IoT cotações de mercado
A era da Internet de Todas as Coisas também é a era em que os dados são rei. Mas em muitos casos, se os objetos inteligentes não tiverem informações de localização correspondentes, isso significa que os dados são “confuso” e o valor utilizável será bastante reduzido. Com o vigoroso desenvolvimento da indústria de IoT nos últimos dois anos, a demanda por tecnologia de posicionamento em vários cenários de aplicação de IoT também aumentou significativamente. Atualmente, existem dezenas ou mesmo centenas de tecnologias de posicionamento, cada um com suas próprias vantagens e desvantagens e cenários de aplicação adequados.
Em contraste com a rede de backbone NB-IoT, LoRa tem mais chances de desempenhar um “Wi-fi” papel na futura era da Internet das Coisas. A Internet de Todas as Coisas é uma tendência imparável no futuro, e a base para a realização da Internet de Todas as Coisas é a necessidade de conectar dezenas de bilhões de terminais físicos por meio de várias tecnologias de conexão. Devido às diferenças no ambiente e os requisitos funcionais da rede, os enormes terminais em rede devem ter vários requisitos diferenciados para a rede de comunicação, que determina que o mercado de comunicação sem fio da Internet das Coisas será uma situação em que uma centena de escolas de pensamento disputam.
Falando de LoRa, muitas pessoas irão compará-lo com o NB-IoT, porque ambas são atualmente as tecnologias de conexão sem fio mais representativas. Mas de fato, a conexão entre LoRa e NB-IoT não é uma competição simples. Se LoRa também tiver rede coberta por operadoras na China, pode ser entendida como uma relação de competição. Mas de fato, LoRa doméstico não possui rede de operadora, e LoRa é mais responsável por compensar NB-IoT, que é uma relação de cooperação mútua. A rede LoRa compensa principalmente a rede NB-IoT em dois níveis. O primeiro nível é encobrir a rede no espaço físico. No uso futuro da Internet das Coisas, há muitos usos que a rede da operadora não pode cobrir, como áreas montanhosas subterrâneas e remotas. É mais apropriado implantar LoRa e outras redes nesses ambientes. O segundo nível é o nível de negócios para compensar as necessidades de negócios complexas e mutáveis dos projetos de IoT.. Alguns projetos de IoT não requerem uma rede pública, mas esperam usar uma rede privada para conexão, que está mais de acordo com seus próprios interesses comerciais, seja para segurança de dados, orçamento, ou outras considerações. Esse nível de requisitos de negócios também é a vantagem da rede LoRa em comparação com NB-IoT.