Когато имате широка мрежа с купища устройства, които трябва да комуникират, широкообхватна мрежа с ниска мощност е това, от което се нуждаете.

Интернет продължава да расте, а Интернет на нещата (IoT) е една област, която продължава да расте с темпове. Широкообхватните мрежи с ниска консумация на енергия (LPWAN) са движещи за голяма част от този растеж, вид връзка с ниска мощност за широкообхватна мрежа, която е полезна за внедряване и използване на IoT.

И така, нека разгледаме по-подробно LPWAN, различните видове LPWAN и някои примери от реалния свят за това как се използват.

Какво е IoT?

За да разберете LPWAN, трябва да разберете какво е IoT. Не е необходимо да покриваме това в голяма дълбочина, но малко знания ще помогнат много, когато ви помогнат да разберете LPWAN.

Терминът IoT се отнася до физически устройства, които са свързани помежду си. Тези устройства включват всичко от интелигентни термостати във вашия дом до интелигентни улични светлини в града.

Някои често срещани устройства с активиран IoT включват:

instagram viewer
  • Интелигентни домашни устройства: Термостати, осветление, охранителни камери
  • Индустриален: Сензори в производствено оборудване, сензори за стоков контрол
  • Умен град: Улично осветление и светофари, градски транспорт
  • Селско стопанство: почвени сензори, интелигентно напояване, контрол на добитъка

Това са само няколко начина, по които се използва IoT. Но за да работят IoT системите, те трябва да бъдат свързани и LPWAN често играят тази роля.

Какво е LPWAN?

LPWAN е безжична комуникационна мрежа, която може да доставя предавания на данни с ниска честотна лента и ниска мощност в широка област. Поради зоната, която LPWAN може да покрие, той е идеален за подпомагане на комуникацията на IoT мрежи.

LPWAN няма определен размер на фиксирана област, който може да покрие. Покритието зависи от няколко фактора, включително технологията на предаване, броя на свързаните IoT устройства, наличните скорости на данни и др. Освен това, други фактори влияят върху покритието и предаването на LPWAN, като препятствия в околната среда.

Как работят LPWAN?

Свойствата с ниска мощност на LPWAN са ключът към тяхната функционалност. IoT устройствата често са захранвани от батерии устройства с ниска консумация на енергия. Освен това повечето IoT устройства предават малки количества данни при ниски битови скорости. Това прави LPWAN идеални за свързване на тези устройства на дълги разстояния с минимална мощност.

LPWAN използват предимно нелицензирани радиочестоти. Това премахва необходимостта от лицензиране и намалява разходите. Как се кодират и предават данните зависи от типа LPWAN. Но в основата на всеки тип е модулационна техника, предназначена да предава данни на дълги разстояния с минимални смущения.

Някои от методите, използвани за постигане на това, включват:

  • Използване на кодове за коригиране на грешки
  • Разпръскване на сигнала (разпръсква сигнала в широка честотна лента)
  • Намаляване на скоростта на данни

Доста полезно е да се мисли от гледна точка на кран за вода. Включете го напълно и ще получите мощен поток; това може да се оприличи на традиционна широкообхватна мрежа (WAN) с много данни (вода), които текат много бързо. Недостатъкът е, че това изисква много енергия, за да поддържа потока.

Намалете този поток до стабилно капене и ще имате LPWAN. Водата все още ще измине същото разстояние, но е необходима малко мощност, за да поддържа струйката да тече.

3 ключови предимства на LPWAN

Причината, поради която LPWAN се използват за свързване на IoT устройства, може да бъде обобщена чрез разглеждане на три ключови предимства, които този тип мрежи предлагат.

  1. Цена: Цената на LPWAN е по-ниска от традиционната WAN. Както от гледна точка на хардуера, така и от гледна точка на разходите за внедряване, LPWAN предлагат евтино решение за свързване.
  2. Обхват: Обхватът на LPWAN варира в зависимост от фактори като топология, изисквания за проектиране, условия на околната среда и смущения. Типичната мрежа може да работи в обхват от около шест мили. Но както ще разгледаме в следващия раздел, някои типове LPWAN могат да се похвалят с максимален обхват от около 25 мили.
  3. мощност: LPWAN трансивърите, сензорите и други елементи обикновено са устройства с ниска мощност. Например, много от тях се захранват от батерии и е обичайно продължителността на живота на батерията да се измерва в години.

Тези атрибути допринасят за възприемането на LPWAN като основна форма на свързаност за милиони IoT устройства.

Основните типове LPWAN

Има няколко различни типа LPWAN. Избраният тип LPWAN зависи от няколко фактора. Като пример, типът Sigfox на LPWAN може да се похвали с обхват до 25 мили; това го прави полезно, когато устройствата са разпръснати на голямо разстояние.

Ето няколко от най-често срещаните типове LPWAN:

  • LoRaWAN: Това използва техника, наречена Chirp Spread Modulation, за постигане на комуникация на дълги разстояния. Същата техника му позволява да постигне това с много ниска консумация на енергия. LoRaWAN предлагат няколко предимства, включително ниски разходи и мащабируемост. Освен това има поддръжка за функции за геолокация и двупосочна комуникация.
  • NB-IoT: Това е LPWAN, който работи в клетъчни мрежи. Това му позволява да поддържа определящите характеристики на LPWAN, но има допълнителните предимства на увеличените скорости на данни и подобрената сигурност.
  • Сигфокс: Sigfox е собствена LPWAN услуга, която може да се похвали с глобално покритие. Той използва модулация с ултра тясна лента, за да изпълни изискванията за обхват и мощност на свързаните устройства и при оптимални условия може да постигне обхват до 25 мили.
  • Безтегловност: Weightless постига своите LPWAN цели за свързаност на дълги разстояния с ниска мощност, използвайки широколентова честотна модулация и ортогонално честотно мултиплексиране. Това е друга услуга с глобално покритие.

Както можете да видите, има различни възгледи за това как да се постигнат целите на LPWAN. Въпреки това, голяма част от това, което ръководи избора на LPWAN, се свежда до функциите, които се очаква да обслужва, което се разбира най-добре, като се разгледат някои от начините, по които се използват LPWAN.

За какво се използват LPWAN?

Вече засегнахме това, но най-добрият начин да разберем напълно как функционират LPWAN е да обсъдим някои сценарии от реалния свят, при които се използват IoT устройства.

Интелигентни градове

Градовете все повече използват LPWAN с голям ефект. Някои от обичайните начини, по които се използват, включват:

  • Интелигентно улично осветление: Интелигентните улични лампи използват LPWAN за няколко приложения. Най-често срещаният е пестенето на енергия чрез регулиране на яркостта на осветлението в зависимост от фактори като климатични условия, време на деня и нивото на активност на улицата.
  • Интелигентни светофари: Те се използват за облекчаване на задръстванията чрез приоритизиране на светофарите за оптимизиране на трафика
  • Интелигентно паркиране: Сензорите могат да се използват за наблюдение на наличността на места за паркиране.

Преминаването към по-интелигентни градове има за цел да подобри качеството на живот на жителите и да намали въглеродния отпечатък и сметките за енергия на общините.

селско стопанство

Селското стопанство е друг сектор, в който се наблюдава бързо нарастване на използването на IoT устройства и LPWAN. Ето някои от начините, по които LPWAN помагат на фермерите:

  • Мониторинг на почвата: LPWAN и сензорите могат да наблюдават условията на почвата като влага и температура. Това позволява на фермерите да пестят вода, като поливат само където и когато е необходимо.
  • Контрол на добитъка: Местоположението на добитъка може да се използва от сензори, свързани към LPWAN.

Това е друг сектор, в който LPWAN може да намали разходите и въздействието върху околната среда на земеделските практики.

Здравеопазване

LPWAN трансформират здравеопазването и начина, по който наблюдаваме пациенти и състояния. Сред употребите на технологията са:

  • Осигурете информация в реално време за здравословното състояние на пациента с помощта устройства за дистанционно наблюдение на пациенти
  • Проследявайте състоянието и местоположението на оборудването
  • Наблюдавайте и коригирайте условията на околната среда в здравните заведения

Като цяло LPWANS може да помогне за рационализиране на лечението на пациентите и същевременно да намали режийните разходи.

LPWANs: Slow and Steady печели състезанието

LPWAN са невъзпятите герои на един все по-свързан свят. Използвайки бавен и стабилен подход за пренос на данни, тези мрежи правят градовете ни по-умни, домовете ни по-безопасни и селското ни стопанство по-ефективно.

Силата на информацията не е свързана само с „големите данни“; понякога малките неща в живота имат значение.