物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)吞吐量每年都在呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，用戶依靠這些數(shù)據(jù)為決策提供信息，同時(shí)更多的企業(yè)允許他們的流程由物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)來驅(qū)動(dòng)。本文將重點(diǎn)討論的一個(gè)突出例子是商業(yè)建筑。
商業(yè)建筑擁有數(shù)百臺(tái)設(shè)備，需要經(jīng)常維護(hù)和保養(yǎng)，以確保它們按預(yù)期運(yùn)行。頂層機(jī)械室有各種裝置(電梯、防震等)，地下室有生活水泵，租戶房間有空氣處理器系統(tǒng)——在每臺(tái)設(shè)備上安裝傳感器可能很有挑戰(zhàn)性。傳統(tǒng)系統(tǒng)，如建筑管理系統(tǒng)，通常需要連接整個(gè)物業(yè)內(nèi)的傳感器，不過，這些系統(tǒng)的價(jià)格可能高達(dá)7位數(shù)。
如果由于成本和復(fù)雜性，您不想連接所有傳感器，那么在評(píng)估物聯(lián)網(wǎng)時(shí)，需要回答幾個(gè)問題：
需要收集什么類型的數(shù)據(jù)?
這些系統(tǒng)有多關(guān)鍵?我需要遠(yuǎn)程控制這些設(shè)備嗎?
大樓內(nèi)有什么網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施?
這座建筑物有多少年?樓層之間的大概高度是多少?混凝土板之間的厚度是多少
全部實(shí)施費(fèi)用是多少?是否會(huì)有任何額外的訂閱支出?
根據(jù)上述問題的答案，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)所需的基礎(chǔ)設(shè)施可能會(huì)有很大差異。設(shè)備之間最常見的構(gòu)建協(xié)議是BACnet MSTP/IP、Modbus RTU/TCP、數(shù)字輸出(干接點(diǎn)和濕接點(diǎn))和模擬輸出(4-20mA,0-10V)。
所有這些協(xié)議傳統(tǒng)上都需要在數(shù)據(jù)記錄設(shè)備和每個(gè)傳感器之間建立物理連接。這些數(shù)據(jù)記錄設(shè)備將模擬輸出分別轉(zhuǎn)換為與傳感器相對(duì)應(yīng)的可讀格式。
在整個(gè)建筑中使用有線傳感器并不總是能夠達(dá)到預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益。我們可以使用更好的現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，這些系統(tǒng)能夠通過無線通信介質(zhì)進(jìn)行傳輸來讀取通用協(xié)議。這些無線設(shè)備使用的是低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接。這些LPWAN技術(shù)通常由電池供電，可以在特定的、間歇的和/或一致的時(shí)間頻率上發(fā)送數(shù)據(jù)。目前該協(xié)議已經(jīng)在全球各地使用。
有多種LPWAN技術(shù)，而且每種技術(shù)都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),其中包括LTE-M(蜂窩)、NB-IOT(蜂窩)、LoRaWAN和Sigfox。還有其他可用的選項(xiàng)，但這4種是最常見的，目前可用于部署。在這四種技術(shù)中，LoRaWAN是最常見的。LTE-M和NB-IoT有點(diǎn)類似，但與LoRaWAN不同，部署是特定于運(yùn)營(yíng)商而不是特定于區(qū)域。
您可能會(huì)問：對(duì)于無線部署，為什么不使用wi-fi或藍(lán)牙?雖然在某些情況下，這些是可行的選擇，但對(duì)于長(zhǎng)距離和穿墻傳輸?shù)纳倭繑?shù)據(jù)來說，它們不是首選策略。
這里的關(guān)鍵區(qū)別在于LPWAN技術(shù)以SUB-GHz頻率進(jìn)行通信。LPWAN可以在整棟大樓之間進(jìn)行通信，原因與20世紀(jì)90年代的對(duì)講機(jī)和無繩電話擁有如此廣泛的通信范圍相同，它們?cè)趕ub—GHz范圍內(nèi)通信——在美國(guó)大約是900 MHz。
隨著頻率的降低，設(shè)備之間的通信范圍會(huì)增加，因?yàn)檫@些設(shè)備產(chǎn)生的無線信號(hào)更有可能穿過地板和墻壁。盡管如此，設(shè)備可以發(fā)送的數(shù)據(jù)量會(huì)隨著距離通信接收方越遠(yuǎn)而減少。
LPWAN的優(yōu)勢(shì)在于，與傳感器之間的傳統(tǒng)物理連接相比，它最大限度地減少了部署物聯(lián)網(wǎng)傳感器所需的時(shí)間。這些技術(shù)的成本也在下降，并將在未來5到10年內(nèi)繼續(xù)下降。
每種無線技術(shù)都有其優(yōu)缺點(diǎn)，然而，到今天為止，最有前途的遠(yuǎn)程無線技術(shù)是LoRaWAN，其次是LTE-M和NB-IoT。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，LTE-M和NB-IoT能夠獲得更大的市場(chǎng)份額，但會(huì)受到單一運(yùn)營(yíng)商全球覆蓋能力的顯著影響。
例如，在美國(guó)，AT&T和Verizon已經(jīng)采用了LTE-M，Sprint目前正在部署LTE-M網(wǎng)絡(luò)，而T-Mobile已經(jīng)決定放棄LTE-M并立即將資源投入到NB-IOT中。世界各地的每一家運(yùn)營(yíng)商都在按照自己的節(jié)奏部署，并遵守相關(guān)法規(guī)。目前還沒有覆蓋全球的行動(dòng)計(jì)劃。
與LTE-M和NB-IOT不同，LoRaWAN和Sigfox是無載波的，可以在建筑物內(nèi)的特定位置安裝無線網(wǎng)橋。來自這些網(wǎng)橋的通信可以連接到現(xiàn)有的建筑網(wǎng)絡(luò)和/或蜂窩網(wǎng)絡(luò)。