在物联网连接:系统和标准

2023年1月4日

节奏PCB解决方案

关键的外卖

物联网网络可以表现为三大支柱的性能。
物联网系统的不同需求导致一群协议标准。
这些标准继续成长和变化以满足新的物联网设计模式。

云的痕迹,通过阐述物联网的连通性

连接在物联网是由平衡系统的网络性能问题。

互联网使世界更小的地方;当地的故事已经成为国际和新闻周期已经扩展到全球范围。瞬时交流推动了信息时代,甚至难以想象40年前。此外,微型化的电子器件带来了这些实现世界的每一个角落研究从时刻展示事件。

技术进步和规模经济,推高连通性在物联网,继续推动网络改进专业和私人空间更大的自治权。与物联网持续增长在设备数量和功能,设计师需要有信心在他们的理解塑造这些网络的力量以及当前的形式和发展协议的空间。

排位赛在物联网连接三个基准

物联网的核心推力,概念上来讲,是使自主设备之间的通信来提高反应的刺激。算法利用已有定义一个流程图或决策树行动已经大规模的比例来反映的总互连网络。虽然这增加的范围使得完全计算模型的新方法,它一起到达一个显著增加系统的复杂性。

可以肯定的是,物联网不是放之四海而皆准的;实现必须考虑的物理安排网络,通信速度、瓶颈效应,设计协议,和更多。有几种方法来分析网络,但最直接的评价三个基本性能特点:

范围- - - - - -网络的范围分为短或长,尽管可能会有很大差异在区域范围之间的协议在同一范围的名称。短程占据立即距离约100米或更少,而远程可以跨越几公里。
数据速率,需要发送的数据量/传输(或单位时间)不同地根据所传达的信息量的一个系统。更多的技术设备与一个大的数据包可能会消耗更多的能量,反之亦然。甚至传播模型将对整体性能产生影响,连续通信业务将需要更大的带宽比待机/承认,接收和发送模式。
延迟,延迟和数据速率呈正相关,虽然异常出现。这应该遵循从数据大小:交换大文件大小将变得无法忍受延迟高速度,而较小的数据包可能不需要特别快速转移。虽然低延迟通常是可取的,系统不需要高速度传感器的轮询/实施或云处理可以降低系统需求通过使用速度慢。

识别的优点和用例

常见的物联网协议权衡这些特征的重要性和随后的系统构建利用他们的特别的优点。协议设计的性能最大化一个或两个上述标准,但实现三个范围,速度,和延迟不可能是由于这三个方面的冲突的性质(提醒我们,没有免费的午餐工程)。然而,简单地执行“足够好”在一个类别特定的协议,由每个协议的范围定义的设计,保证了系统满足物联网连接目标设定的设计师。一些最常见的物联网协议包括:

无线个域网-短程无线个人区域网络技术,无线个域网使用三个分类的网络设备:协调员,路由器和终端设备。协调人保持动作平稳运行在网络上(和其他相互关联的网络),而路由器处理数据包交换。设备和一个协调器或路由器,但从未直接。协议非常适用于星和网状拓扑提供水平的集中协调员或密集的通信网络的路由器。
蓝牙/祝福-香草物联网的蓝牙尺度差,因为它的连续数据流是非常有限的。幸运的是,蓝牙低能量(bie)切换到一个更source-efficient传播风格的同时还能享受许多蓝牙的好处如网络可伸缩性(设备数量在10000年代)和速度。祝福可以利用大量的设备在网状拓扑与洪水路由等方法,将消息发送到每一个连接节点接收到的信息是,不包括信号的节点收到。额外的网络支持功能,如消息缓存帮助进一步协助路由和防止循环逻辑循环。
无线网络,如果有幸和无线个域网反映网络的结构在传感器端,WiFi就是桥梁这些设备网络到互联网。高数据速率快,防止阻塞,但患有功耗问题相对于其他协议。标准介绍了WiFi面向物联网功能显著降低数据率和速度,但相应减少耗电。
油水界面,通过使用一个不同的部分电磁乐队(具体地说,通过紫外红外)无线电频段,油水界面可以实现高速传输速率与低功耗短距离。非常紧急的技术,油水界面看起来提供网络解决方案为远程或具有挑战性的位置,排除使用WiFi和其他协议。
LTE -一个行业标准在移动通信网络中,尽管5 g推出替代。
5克,相对于LTE, 5 g旨在提高数据速率,延迟和更大的网络规模。某些应用程序希望提高协议的可靠性,但平衡可靠性和延迟减少传统上是两个相互矛盾的目标。
低功耗广域网络(LPWAN)——LPWAN是一个标准的建立与物联网要求:它结合了一个广阔的区域内,许多设备,和低功耗。存在未经授权和许可的变体副产品,前者缺乏的一些相关的测试成本,而后者能够享受LTE移动网络的基础设施。