物联网低功耗的标准如何选择
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物联网通信协议与标准随着物联网技术的不断发展,物联网的应用正在不断扩大。
而物联网作为一种新兴的技术,需要各种协议和标准的支持,才能更好的实现设备的互联互通。
本文将探讨物联网通信协议和标准的相关内容。
一、什么是物联网通信协议?物联网通信协议是物联网设备之间进行通信所需要遵循的规定。
它是硬件和软件之间通信的桥梁,是设备之间进行数据交互的基本规范。
物联网协议需要满足以下几点要求:1. 低功耗:物联网设备的能量来源一般比较有限,因此协议需要具备低功耗特性,尽量减少能量消耗。
2. 高效率:物联网设备一般存储空间较小、计算能力较弱,因此协议需要具有高效率,降低传输数据的负载。
3. 安全性:物联网设备的数据传输涉及到隐私和安全问题,因此协议需要具有高安全性,保证数据传输过程中的机密性和完整性。
目前,物联网通信协议有很多种,其中比较常见的有MQTT、CoAP、HTTP等。
二、物联网通信协议的特点1. 易于实现:物联网通信协议需要具备易于实现的特点,以方便各种设备进行通信。
2. 易于扩展:通信协议需要具备易于扩展的特点,方便设备的功能升级和协议的更新。
3. 兼容性:通信协议需要具有一定的兼容性,可以兼容当前的物联网设备,也可以兼容未来的设备。
三、什么是物联网通信标准?物联网通信标准是指用来规范物联网通信行为的标准文件,是各种物联网设备与应用之间进行数据交换的规范。
物联网通信标准需要满足以下几点要求:1. 统一性:通信标准需要具有统一性,方便设备的互联互通。
2. 兼容性:通信标准需要具有兼容性,方便设备之间的数据交换。
3. 易于实现:通信标准需要具有易于实现的特点,方便设备的生产和开发。
目前,物联网通信标准主要有两种,分别是IEEE 802.15.4和6LoWPAN。
四、怎样选择合适的物联网通信协议和标准?在选择物联网通信协议和标准时,需要考虑以下几点:1. 应用场景:不同的应用场景需要选择不同的通信协议和标准。
2. 技术特点:通信协议和标准需要具有低功耗、高效率、安全性等特点。
11ah 标准11ah标准。
11ah标准是一种新型的Wi-Fi技术标准,它是在802.11ac标准的基础上进行了改进和升级。
11ah标准主要针对低功耗、长距离的物联网设备进行优化,为其提供更稳定、更高效的无线连接。
本文将对11ah标准的特点、优势以及应用进行详细介绍。
首先,11ah标准在频段上有所不同,它采用了Sub-1 GHz频段,这使得其在穿墙能力和覆盖范围上有了明显的优势。
相比之下,传统的2.4 GHz和5 GHz频段在穿墙能力上存在一定的局限性,而Sub-1 GHz频段则可以更好地穿透墙壁,实现更广泛的覆盖。
这对于物联网设备来说是非常重要的,因为它们往往需要在复杂的环境中进行通信,而11ah标准的采用可以有效地解决这一问题。
其次,11ah标准在功耗上也进行了优化。
物联网设备往往需要长时间运行,因此低功耗是其设计中的重要考量因素。
11ah标准通过降低传输速率、优化功耗管理机制等手段,实现了对低功耗设备的更好支持。
这意味着,采用11ah标准的物联网设备可以在不增加额外能耗的情况下,实现更稳定、更持久的无线连接,从而提升整体的用户体验。
此外,11ah标准还具有较高的网络容量和连接密度。
在物联网应用场景中,往往需要同时连接大量的设备,而传统的Wi-Fi技术在面对大规模连接时会出现性能下降的问题。
而11ah标准通过优化信道访问机制、提高网络容量等手段,实现了对大规模连接的更好支持,从而可以更好地满足物联网应用中对于连接密度的需求。
在实际应用中,11ah标准将会为物联网应用带来更多的可能性。
例如,在智能家居领域,采用11ah标准的设备可以实现更广泛的覆盖、更稳定的连接,为用户提供更好的智能家居体验。
在工业自动化领域,11ah标准可以为大规模连接、低功耗设备的通信提供更好的解决方案,推动工业智能化的发展。
同时,11ah标准也可以在农业、健康医疗等领域发挥重要作用,为物联网技术的发展开辟更广阔的空间。
总之,11ah标准作为一种新型的Wi-Fi技术标准,具有频段优势、低功耗、高网络容量和连接密度的特点,将为物联网应用带来更多的可能性和发展空间。
物联网中的省电技术的使用教程物联网(Internet of Things,IoT)作为一种新兴的技术,已经广泛应用于各个领域。
随着物联网设备的快速增长,省电技术的使用变得越来越重要。
省电技术不仅可以延长物联网设备的使用寿命,还可以降低能源消耗并减少对环境的影响。
本文将介绍物联网中常用的省电技术及其使用教程。
一、休眠模式休眠模式是物联网设备中最常用的省电技术之一。
当设备处于休眠状态时,它会进入一种低功耗模式,在此模式下,设备的能源消耗将被降至最低。
只有在特定事件发生时,设备才会被唤醒。
休眠模式可以根据设备功能和需求进行自定义设置。
使用休眠模式时,需要考虑以下几个因素:1. 设备需求:确定设备何时需要被唤醒,并设置相应的唤醒条件。
2. 唤醒源:选择一种合适的唤醒源,如定时唤醒、外部触发唤醒或传感器触发唤醒。
3. 唤醒时间:设备从休眠状态唤醒所需的时间应尽量短,使设备尽快进入工作状态。
二、低功耗通信技术物联网设备之间的通信是其核心功能之一。
传统的通信方式往往需要较高的功耗,而低功耗通信技术的出现解决了这个问题。
以下是常用的低功耗通信技术:1. Zigbee:Zigbee是一种短距离、低功耗、低速率的无线通信技术。
它适用于小范围、低功耗的物联网设备通信,如家庭自动化系统、楼宇自控系统等。
2. Bluetooth Low Energy(BLE):BLE是一种低功耗的蓝牙通信技术。
它主要用于与智能手机和其他便携设备之间的通信,并在物联网设备中得到了广泛应用。
3. LoRaWAN:LoRaWAN是一种低速、长距离、低功耗的无线通信技术。
它适用于远程监控、农业环境监测和智能城市等场景。
在使用低功耗通信技术时,需要注意以下几点:1. 选择合适的通信技术:根据物联网设备的应用场景和通信需求,选择合适的低功耗通信技术。
2. 适当减小通信频率:根据设备需求,合理设置通信频率,减少能耗。
3. 优化数据传输:采用压缩算法和数据包优化技术,减少数据传输量,从而降低功耗。
thread低功耗标准一、概述Thread低功耗标准是一种低功耗、低延迟的物联网(IoT)通信标准,旨在为智能家居、工业自动化、智能城市等应用场景提供高效、可靠的通信解决方案。
该标准由开放物联网联盟(OIC)提出并推广,已成为物联网领域的重要标准之一。
二、技术特点1.功耗低:Thread协议采用低功耗设计,通过使用短周期的密钥协商、动态功率调节等技术,大大降低了网络中设备的功耗,延长了设备的使用寿命。
2.延迟小:Thread协议采用基于时间的信道访问机制,减少了数据传输的延迟,适用于对响应时间要求较高的应用场景。
3.可靠性高:Thread协议采用加密和认证机制,确保数据在传输过程中的安全性。
同时,其网络拓扑结构支持分布式部署,增强了网络的可靠性。
4.兼容性强:Thread协议与现有IoT通信标准兼容,可以与其他IoT通信技术无缝对接,方便设备集成和部署。
三、应用场景1.智能家居:通过安装智能家居设备,如智能灯泡、智能插座等,实现家庭智能化,提高生活便利性和舒适性。
2.工业自动化:在工业自动化领域,使用Thread协议的传感器、执行器等设备,实现生产过程的自动化和智能化,提高生产效率和安全性。
3.智能城市:利用Thread协议的传感器和执行器,收集城市环境信息(如温度、湿度、空气质量等),实现城市智能化管理,提高城市运行效率和服务水平。
四、实施与监管1.实施建议:为了实现Thread低功耗标准的成功应用,建议相关企业按照标准要求进行设备研发和生产,确保设备性能和兼容性。
同时,应加强设备测试和验证,确保产品质量和可靠性。
2.监管机构:政府监管机构应加强对Thread低功耗标准的监管,确保其合规性和安全性。
同时,应推动相关标准的制定和推广,促进物联网产业的健康发展。
总之,《Thread低功耗标准》为物联网领域提供了高效、可靠的通信解决方案,具有低功耗、低延迟、高可靠性等优点,适用于智能家居、工业自动化、智能城市等应用场景。
物联网中的低功耗无线通信技术与协议选择物联网(Internet of Things, IoT)是现代社会的一个重要发展方向,它通过将各种物理设备和传感器连接到互联网上来实现设备之间的互联和数据的交流。
在物联网中,低功耗无线通信技术和协议选择起着至关重要的作用。
随着物联网的兴起,在通信技术和协议方面出现了许多不同的选择。
这些选择涉及到多种因素,如通信范围、数据传输速率、功耗和成本等。
低功耗无线通信技术是物联网中通信模块的关键组成部分。
它们需要满足低功耗、低成本和低复杂度的要求,以适应物联网应用中大量节点和设备的需求。
以下是几种常见的低功耗无线通信技术和协议选择:1. Zigbee:Zigbee是一种基于IEEE 802.15.4标准的协议,它专为低功耗、低速率、低数据量的应用设计。
Zigbee协议具有自组网、低功耗和安全等特点,适用于家庭自动化、智能能源管理和智能灯光等应用。
2. Bluetooth Low Energy(BLE):BLE是一种基于蓝牙技术的低功耗无线通信协议,适用于物联网中的设备之间的短距离无线通信。
BLE协议具有低功耗和低成本的特点,适用于健康监测、智能家居和智能交通等应用。
3. LoRaWAN:LoRaWAN是一种长距离和低功耗的无线通信协议,适用于物联网中的广域网络连接。
LoRaWAN协议具有低功耗和长距离传输的特点,适用于智能农业、环境监测和智能城市等应用。
4. NB-IoT:NB-IoT是一种低功耗广域物联网技术,它利用现有的蜂窝通信网络来实现物联网设备的连接。
NB-IoT具有低功耗、广覆盖和高可靠性的特点,适用于智能仓储、物流追踪和智能电表等应用。
这些低功耗无线通信技术和协议选择各有优势和适用场景,应根据具体的物联网应用需求进行选择。
在实际应用中,还可以根据通信距离、功耗、数据传输速率和网络拓扑结构等因素进行评估和优化。
然而,在选择低功耗无线通信技术和协议时,也需要考虑一些挑战和限制。
低功耗物联网通信协议设计与性能分析随着物联网技术的迅猛发展,越来越多的设备需要通过通信协议进行互联。
而对于物联网设备来说,低功耗通信协议的设计和性能分析显得尤为重要。
本文将探讨低功耗物联网通信协议的设计原则和性能分析方法。
首先,低功耗物联网通信协议的设计应该遵循以下原则:1. 节能原则:低功耗是低功耗物联网通信协议设计的首要目标。
通信协议应尽可能减少设备在传输过程中的能耗,采用节能技术,如功率管理和休眠模式,使设备能够在长时间内工作而不需要更换电池。
2. 简化通信过程:传输的数据包应尽可能小,并减少不必要的数据传输。
通信协议应设计简洁、高效,减少通信过程中的传输开销,降低能耗。
3. 网络拓扑优化:针对不同的应用场景,选择适当的网络拓扑结构。
例如,星型和网状拓扑结构适用于不同的应用场景,可以提高通信效率和能耗效率。
4. 优化协议栈:低功耗物联网通信协议应该采用轻量级协议栈,去除不必要的协议和功能。
优化协议栈结构可以减少通信过程中的能耗和传输延迟。
接下来,我们来分析低功耗物联网通信协议的性能。
1. 能耗性能分析:通过对通信协议进行实验和模拟,获得通信过程中的能耗数据。
可以通过测量设备在不同操作模式下的功耗,分析设备在不同操作状态下的能耗情况,优化通信协议以降低能耗。
2. 时延性能分析:通信协议传输数据所需的时间也是一个重要指标。
通过实验和模拟,测量数据传输的时延,主要包括传输过程中的延迟和设备的响应时间。
根据时延数据优化通信协议,提高通信效率。
3. 可靠性能分析:低功耗物联网通信协议在传输过程中应保证数据的可靠性。
通过实验和模拟,测量数据传输过程中的错误率和重传率,评估通信协议的可靠性。
优化协议的重传机制可以提高数据的可靠性。
4. 扩展性能分析:物联网的规模通常很大,低功耗物联网通信协议需要具备良好的扩展性能。
通过实验和模拟,测试协议在大规模设备连接的场景下的性能。
评估协议在大规模设备连接时的能耗、时延和可靠性情况,优化协议以提高扩展性能。
联网设备的低功耗设计与能源管理原则随着物联网技术的快速发展,联网设备在我们生活中扮演着越来越重要的角色。
然而,随之而来的问题是,这些设备的能源消耗也越来越高,对环境和资源造成了巨大的压力。
因此,联网设备的低功耗设计和能源管理成为了至关重要的问题。
为了实现联网设备的低功耗设计和能源管理,以下原则是必不可少的:1. 优化硬件设计:首先,优化设备的硬件设计是实现低功耗的基础。
通过选择低功耗的处理器和芯片组,以及使用高效的电源管理电路和散热设计,可以大大减小设备的功耗。
此外,设备的外围电路、电源供电、信号传输等方面的设计也需要考虑功耗优化,尽量减少不必要的能耗。
2. 优化软件算法:软件算法在联网设备的能源管理过程中也扮演着重要的角色。
通过优化算法,如睡眠唤醒机制和数据传输压缩算法,可以在不影响设备性能的情况下减小功耗。
此外,合理控制设备的运行频率和电压,以及采用智能控制策略和动态功耗调节方法,也是实现低功耗的有效途径。
3. 设备智能化管理:通过智能化管理可以有效地监测和控制设备的能耗。
通过使用传感器和物联网技术,可以实时监测设备的能耗情况,并根据情况进行调整和优化,如自动关闭不使用的设备、根据能源需求调整设备的工作状态等。
同时,通过智能化的能源管理系统,可以对设备进行能耗分析和优化,提供实时的能耗数据和报告,帮助用户合理使用能源。
4. 采用低功耗通信技术:通信是联网设备不可或缺的功能之一,但传统的通信技术通常具有较高的功耗。
因此,采用低功耗通信技术成为了降低联网设备功耗的关键措施之一。
例如,蓝牙低功耗(BLE)技术可以大大降低设备的能源消耗,保证设备正常通信的同时,节约能源。
5. 能源管理策略:制定合理的能源管理策略也是实现联网设备低功耗的重要方面。
例如,合理安排设备的工作时间和休眠时间,利用节能功能和自动关机功能等减少能源浪费。
此外,建立能源管理的标准和规范,促进能源的合理使用和回收再利用也是非常重要的。
基于物联网的NB—loT标准及优势NB-IoT是窄带物联网(Narrowband Internet of Things)的一种通信技术标准,目前已经成为物联网应用领域中最受关注的技术之一。
以下是关于NB-IoT标准及其优势的详细介绍。
NB-IoT标准是由3GPP(第三代合作伙伴计划)组织制定的一种低功耗广域网(LPWAN)技术标准,其主要目标是为物联网应用提供更广阔、更可靠的无线覆盖。
与传统的通信技术相比,NB-IoT有以下特点和优势:1. 增强的覆盖范围:NB-IoT技术通过使用窄带信道和信号传输技术,实现了更广阔的覆盖范围。
相比于传统的GSM网络,NB-IoT的覆盖范围可以增加10倍以上,能够在各种室内和室外环境中提供稳定的通信连接。
2. 低功耗:NB-IoT标准专门为低功耗应用而设计,使设备能够长时间运行,甚至在电池供电的情况下也能持续工作数年。
其低功耗的优势是通过使用节能的调制方式、功率控制和低频带宽进行实现的。
3. 低速率和窄带宽:NB-IoT通信的速率相对较低,一般在100bps到250kbps之间。
这使得NB-IoT非常适用于一些对数据传输速率要求不高的应用,例如智能电表、城市停车管理、环境监测等。
4. 连接密度高:NB-IoT支持大量设备同时连接,每个基站可以支持数百个设备连接,这可以满足物联网应用中大规模设备连接和数据传输的需求。
NB-IoT还支持设备之间的直接通信,提供了更高效的通信方式。
5. 高安全性:NB-IoT标准采用了先进的加密和安全认证技术,保护设备与网络之间的通信安全。
这对于物联网应用来说至关重要,因为这些设备涉及到很多敏感数据和隐私。
6. 兼容性:NB-IoT技术可以在现有的移动网络基础设施上进行部署,这样可以减少新设备和基础设施的投资。
NB-IoT还与其他通信技术(如LTE和GSM)相兼容,可以实现与现有网络的无缝演进和集成。
7. 低成本:由于NB-IoT使用的是窄带信道和低频带宽,相对于其他物联网通信技术,其建设、维护和运营的成本更低。
ieee15.4标准IEEE 802.15.4标准是一种针对低速、低功耗无线个人局域网(WPAN)的通信技术标准。
它主要应用于物联网、传感器网络、工业自动化等领域,为这些领域提供了一种低成本、低功耗、低速率的无线通信解决方案。
IEEE 802.15.4标准的核心特性包括低功耗、低数据速率、低成本和简单的网络拓扑结构。
这些特性使得它非常适合于需要长时间运行、节点分布广泛、通信距离较短的应用场景。
在物联网中,大量的传感器和执行器需要长时间运行,而且它们通常需要距离较近的通信。
IEEE 802.15.4标准正是为这样的场景而设计的。
在IEEE 802.15.4标准中,定义了两种工作模式,非信标模式和信标模式。
非信标模式下的设备可以在任何时间进行通信,而信标模式下的设备则需要按照信标的时间进行通信。
这种灵活的工作模式设计,使得IEEE 802.15.4标准可以适应不同的应用场景,既可以满足实时性要求较高的应用,也可以满足对功耗要求较高的应用。
IEEE 802.15.4标准还定义了多种物理层和介质访问控制层的选择,包括2.4GHz频段和868/915MHz频段的物理层,以及CSMA/CA和时间分割多址访问的介质访问控制层。
这种灵活的选择机制,使得IEEE 802.15.4标准可以在不同的频段和不同的环境中工作,从而更好地适应不同的应用场景。
除了上述核心特性外,IEEE 802.15.4标准还定义了网络拓扑结构、数据格式、安全机制等内容,为用户提供了完整的通信解决方案。
用户可以根据自己的需求选择合适的网络拓扑结构,可以灵活地定义数据格式,还可以根据需要启用安全机制,保护通信内容的机密性和完整性。
总的来说,IEEE 802.15.4标准是一种非常适合于物联网、传感器网络、工业自动化等领域的无线通信技术标准。
它的低功耗、低成本、灵活的工作模式和丰富的功能特性,使得它可以满足不同应用场景的需求,为各种设备之间的无线通信提供了可靠的解决方案。
物联网协议选择指南随着物联网的不断发展,各种设备和传感器的互联互通成为现实。
而物联网协议的选择对于保障设备之间的通信和数据传输至关重要。
本文将为您提供一份物联网协议选择的指南,帮助您在众多的协议中找到最适合您的解决方案。
1. 标准化程度:物联网协议的标准化程度是您选择的关键因素之一。
标准化协议可以确保设备能够互相兼容和互通,并能够与其他物联网系统集成。
在选择协议时,优先考虑那些被广泛采用和支持的标准。
例如,IPV6被广泛应用于物联网系统,并且得到了广泛支持,因此是一个优先考虑的选择。
2. 安全性:随着物联网设备的增加,安全性的重要性也越来越凸显。
您需要选择一个能够提供强大安全性保护的协议,以保护设备和网络免受潜在的攻击和威胁。
例如,物联网设备通常使用传感器收集敏感数据,如个人信息或财务数据,因此,选择一个支持安全加密和认证机制的协议是至关重要的。
3. 低功耗:物联网设备通常是通过电池供电,因此选择一个低功耗的协议是至关重要的。
低功耗协议可以延长设备的电池寿命,并减少更换电池的频率。
例如,Zigbee和Thread协议采用了一种低功耗的通信机制,可以满足物联网设备的需求。
4. 无线范围:物联网设备通常分布在广泛的地理区域内,因此您需要选择一个具有较长无线范围的协议,以保证设备之间的稳定通信。
例如,LoRaWAN是一个适用于广域物联网的协议,具有长距离无线传输的能力,有助于连接分布在大范围内的设备。
5. 数据传输速率:根据您的应用场景和数据传输的要求,选择一个适当的数据传输速率是非常重要的。
某些应用可能需要高速传输,而另一些应用则可以容忍较慢的速度。
例如,如果您的应用需要实时数据传输和响应能力,选择一个高速的协议,如MQTT或CoAP是很重要的。
6. 可扩展性:物联网系统通常需要随着时间的推移进行扩展和增长。
因此,选择一个具备良好可扩展性的协议非常重要。
一个好的协议应该能够支持大规模设备的连接,并可以轻松地添加新的设备和传感器。
物联网低功耗的标准如何选择
经常有人问我这样的问题:面对令人眼花缭乱的各种标准,应该选择哪一种?ZigBee、Thread、蓝牙网状网络(Bluetooth Mesh),还是Wi-Fi?还是LoRa?还是最好等待5G和NB-IoT?
当然,这些疑问会使人感到困惑,并阻碍物联网(IoT)的普及。
如图1所示,造成这种困惑的部分原因是,我们很难确定哪种标准最合适。
此外,市场营销人员对新标准的性能提出了不切实际的要求,如延迟(小于几毫秒!),好像这真的有必要似的,事实并非如此。
大多数应用可以接受数秒的延迟;即使电视直播延迟了几秒钟,它仍然是电视直播。
那么,如何回答“应该使用哪种标准?”通常,遇到这个问题时,我会反问“你依靠什么盈利?”一般来说,无线电标准不是盈利的决定性因素。
对于无线电,大多数情况是「够用就行」,是否盈利取决于无线网络上运作的应用所创造的价值。
无线网络只是无线网络,就像电线就只是电线一样。
请记住:无论现在的无线标准是什么,5~10年后情况可能还会发生变化,所以升级网络至关重要。
但距离“终极”无线网络技术出现仍需很长时间。
那么,能否展望未来,预测未来的发展方向?我相信预测是可行的,但首先需要介绍一些观点。
现在就跟随低功耗蓝牙模块厂家云里物里科技一起来看下吧。
技术与心理的关系
智能型手机配备了三种无线电技术(4G、Wi-Fi和蓝牙)。
为什么是三种,而不是两种(如平板计算机),或一种、四种?这是因为无线电种类与技术,以及我们对不同生活空间的心理态度有关,让我进一步解释。
首先,技术。
在很大程度上,无线电性能取决于三个因素:
˙范围(距离基地台的距离,如发射塔、路由器、热点等);
˙数据速率(从简单的语音通话到观看视讯);
˙电池寿命(越长越好)。
第四个因素通常是成本,有一个简单的原则:“越多越贵”。
换句话说,更大的范围通常成本更昂贵;同样的道理也适用于更高的数据速率和更长的电池寿命。
然而,从技术上讲,一切皆有可能,可以只配备一种无线电;这种方式不一定经济高效,但你可以选择。
还有一个极端的例子。
试想一下,用无线(蓝牙)耳机听手机音乐,耳机直接与手机连接,而不与蜂巢网络连接。
然而,从技术上讲,也可以将手机和耳机都连接到蜂巢网络,然后让音乐从手机经过蜂巢网络传输到耳机。
另一个例子是:当在家中用计算机在Wi-Fi打印机上打印文件时,是否认为这份文件从计算机直接透过无线传输到打印机上?从技术上讲,这是可能的(例如,透过蓝牙或Wi-Fi Direct 连接),但也有可能透过Wi-Fi连接到家庭路由器,并从家庭路由器经过Wi-Fi连接到打印机。
还可以将打印命令发送到云端,将文件直接从云端服务器经过电缆(或光纤)网络传输到家庭路由器,然后无线传输到打印机。
使用有线和无线网络组合传输信息的方法不计其数,坦白来说,我们已经迷失了方向,细节也变得无关紧要。
总之,只要正常运作,各种方法都可以接受。
其次,我们如何体验空间?这与技术关系不大,而更多与心理学相关。
从最小的层面来说,我们首先体验的是个人空间。
是否曾经有人谈话时离太近,使你感到不舒服?如果有这样的经历,一定能明白我说的“个人空间”是什么意思。
个人空间就像与你如影随形的弹性气泡,大小经常会发生变化;如果身处繁忙的地铁,个人空间要比在餐馆或办公室小得多。
利用声音或视觉能够达到的距离也可能构成空间。
此类空间可能是家或办公室。
与外面的世界相比,这里属于私人领地。
我们有时会区分不同的空间,如室内和室外,或私人和公共空间。
此外,还有由政府所有和管理的室外公共空间。
如果把这三个空间与手机的三种无线电对应起来,就会带来一种连续性:蓝牙无线电适合个人空间(我们的气泡),Wi-Fi适合私人空间,3G/4G,以及即将到来的5G适合公共空间的连接。
巧合?也许不是。
曾经参与“标准之战”的人都知道,并不存在最高委员会能够决定如何对三个空间划分不同的无线电和标准,一切标准都是约定俗成的。
过去20~30年中,每种标准都试图争夺更大的使用空间,其中一些战斗延续至今。
新一代公共空间标准5G声称其在室内运作良好,有可能淘汰Wi-Fi;蓝牙最初对Wi-Fi室内市场虎视眈眈(从未成功),而Wi-Fi一直试图用Wi-Fi Direct取代蓝牙市场。
尽管Wi-Fi Direct并没有取得优势性胜利,但也没有消亡,Wi-Fi Direct在无人机领域发现了有利的小众市场。
再联想到物联网标准
所以,到目前为止,我们至少了解了为何手机需要配置三种无线电,以及它们如何与我们的“空间”体验方式无缝连接。
但是面对种类繁多的低功耗物联网标准,应该如何选择?首先,应了解低功耗标准的市场。
低功耗标准的真正目的是在不影响范围的情况下延长电池寿命,而不是提高数据速率。
通常,低功耗标准用于将设备(如传感器)连接到网络(IoT),以共享传感器数据,而这一过程所需的数据速率比「正常」因特网使用或观看视讯所需的数据速率要低几个数量级。
所以,本质上,低功耗标准利用牺牲数据速率来延长电池寿命。
有趣的是,这些低功耗标准也开始涉及上文提到的三种范围:
˙用于个人空间:低功耗蓝牙(有时称蓝牙低功耗,简称BLE);
˙用于我们的私人空间(如家、办公室或热点):ZigBee(IEEE802.15.4);
˙用于公共空间:NB-IoT/Cat-X作为4G/5G的一部分。
所以,能为各类标准指明发展方向、平息激烈产业讨论的答案也许是图2。
这种低功耗/感测和控制兼容非常有意义,因为它对应我们的体验空间,以及智能手机上的三种无线电。
这对未来而言意味着什么?
然而,没有什么是确定不变的,展望未来是一项冒险的工作。
各种技术继续尝试进入「其他空间」,市场上也正在推行几项计划。
包括最大限度地重用现有技术,或进行简单尝试(例如,NB-IoT/Cat-X也可以用于室内网络吗?)。
类似地,有人尝试将BLE扩展到网络空间,并增加网格功能来取代ZigBee,就像20年前蓝牙试图取代Wi-Fi一样。
这些努力可能不会成功,但是各大公司还是为此投入了大量资金。
值得注意的是,在局域(室内)和广域(公共区域)之间可能存在第四个领域。
部分大型室外空间仍然是半私用的,如校园、港口、机场和会议中心。
所以,问题在于:是否需要为「中间」域设立一种新标准?未来会告诉我们答案。
也许现有标准将变得够灵活(并且具有成本效益),能够满足这种空间需求,或出现更合适的新标准。
值得注意的是,作为一种伪室外标准,LoRa在私人和公共区域之间的中间域显现出了一定的优势,尤其是在港口和机场。
开放标准与专有标准
接下来,本文将介绍开放标准和专有标准之间的角色。
历史证明,开放通讯标准往往比封闭标准更加成功。
Wi-Fi将HomeRF挤出了市场;同样,BLE淘汰了ANT+。
但其他标准仍处在激烈竞争之中,如ZigBee、Thread和Z-Wave(Silicon Labs)。
然而,ZigBee 和Thread都是基于开放的IEEE802.15.4标准(就像Wi-Fi是基于IEEE802.11标准一样),而Z-Wave是专有、封闭标准。
鹿死谁手尚未可知,但很可能是ZigBee/Thread的结合;这两种标准已经使用了相同的应用层软件(Dotdot),唯一的区别是网络层软件。
高数据速率与低功耗
对于涉足其他领域的标准,值得注意的是,Wi-Fi(高数据速率)和ZigBee(低功耗)之间的界限也并不明确。
从应用空间的角度来看,有些需要更高数据速率的应用同时需要使用电池,因此也需要低功耗。
一段时间以来,人们一直致力于降低Wi-Fi的功耗。
IEEE802.11ah就是一个例子,尽管它似乎不可行,因为它在GHz以下的频段运作,缺乏一致性;全球不同的地区需要不同的无线电技术。
然而,如果Wi-Fi4(11n)和Wi-Fi5(11ac)功率降得够低,换句话说,电池寿命足够长,其低功耗版本可能成为ZigBee的替代品。
总结
以上就是无线电开发人员需要了解的未来发展趋势和重点。
然而,前述规律始终不变:归根到底,为最终用户创造价值的是应用的实用性,而不是无线网络。
时间只会告诉我们哪些标准是最成功的,但是如果现在就知道如何盈利,便无需继续等待。