連接物聯(lián)網(wǎng)——功耗、范圍和帶寬之間的權(quán)衡

完美的網(wǎng)絡(luò)連接選項(xiàng)將消耗極少的功率，具有很大的范圍，并且能夠傳輸大量數(shù)據(jù)（高帶寬）。不幸的是，這種完美的連接并不存在。

每個連接選項(xiàng)都代表了功耗、范圍和帶寬之間的權(quán)衡。這使我們能夠創(chuàng)建一個概念框架，將各種連接選項(xiàng)分為三個主要組：

1) 高功耗、高范圍

要遠(yuǎn)距離無線發(fā)送大量數(shù)據(jù)，需要消耗大量電力。您的智能手機(jī)就是一個很好的例子。您的手機(jī)可以遠(yuǎn)距離接收和傳輸大量數(shù)據(jù)（例如視頻），但您需要每 1-2 天對其充電一次。

該組中的連接選項(xiàng)包括蜂窩和衛(wèi)星。

當(dāng)傳感器/設(shè)備在蜂窩塔的覆蓋范圍內(nèi)時(shí)，使用蜂窩。例如，對于位于海洋中央的船上的傳感器/設(shè)備，衛(wèi)星變得必不可少。

2) 低功耗、低范圍、高帶寬

要降低功耗并仍然發(fā)送大量數(shù)據(jù)，您必須減小范圍。

該組中的連接選項(xiàng)包括WiFi、藍(lán)牙和以太網(wǎng)。

以太網(wǎng)是硬線連接，因此范圍很短，因?yàn)樗鼉H與電纜的長度一樣遠(yuǎn)。WiFi 和藍(lán)牙都是無線連接，其功耗低于蜂窩和衛(wèi)星，并且?guī)捀哌_(dá)或大于帶寬。但是，我敢肯定您只是在家中四處走動，因此范圍是有限的。

3) 低功耗、高范圍、低帶寬

要在保持低功耗的同時(shí)增加范圍，您必須減少發(fā)送的數(shù)據(jù)量。

該組中的連接選項(xiàng)稱為低功耗廣域網(wǎng) (LPWAN)。

LPWAN 發(fā)送少量數(shù)據(jù)，這使它們能夠以非常低的功率運(yùn)行，范圍以英里而不是英尺為單位。例如，用于農(nóng)業(yè)目的的濕度傳感器不需要發(fā)送大量數(shù)據(jù)，可能只需每隔幾個小時(shí)發(fā)送一個數(shù)字（濕度水平）。您也不希望該傳感器消耗大量電力，因?yàn)樗枰揽侩姵剡\(yùn)行（將其插入場地中間的插座是不現(xiàn)實(shí)的）。而且由于農(nóng)業(yè)覆蓋面廣，WiFi和藍(lán)牙缺乏覆蓋范圍。

LPWAN 對許多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用非常有用。它們允許大量傳感器在廣泛的區(qū)域收集和發(fā)送數(shù)據(jù)，同時(shí)電池壽命長達(dá)數(shù)年。盡管它們不能發(fā)送太多數(shù)據(jù)，但大多數(shù)傳感器不需要。有幾種不同類型的 LPWAN，其中一些如 LoRa 在未經(jīng)許可的頻段中運(yùn)行，而另一些如 NB-IoT 則使用蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施。

等等，RFID、NFC 等呢？

為了使這篇文章保持簡單和高層次，我已經(jīng)掩蓋了其他一些連接選項(xiàng)，如射頻識別 (RFID)、近場通信 (NFC) 以及可能的許多其他選項(xiàng)。

上面的分組有點(diǎn)籠統(tǒng)，在每個分組中都有許多不同的選項(xiàng)，具有不同的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。然而，這個框架應(yīng)該作為一種有用的方式來概念化連接物聯(lián)網(wǎng)以及為什么有這么多的選擇。這一切都?xì)w結(jié)為功耗、范圍和帶寬之間的權(quán)衡。