智能漏水检测器最流行的通信协议是什么?
了解智能漏水传感器使用的通用通信协议的优缺点。
物联网漏水检测器有多种类型,如洪水式、在线式、电缆式或板式传感器。选择合适的漏水传感器对于有效保护建筑物至关重要。传感器如何发送泄漏警告是决策的关键部分,因为其决定了解决方案的使用寿命和传输的数据类型,以及任何额外的基础设施要求。
我们最近进行了一项市场范围的研究,比较了不同类型传感器的主要特性。一项重要发现是,LoRaWAN是智能漏水传感器最流行的通信协议,具有许多有助于其普及的特性,包括低功耗、低成本和范围广。
但,WiFi、NB-IoT和LTE-M等其他通信协议具有不同的特性,非常适合特定的用例。此外,由于一个设备可以支持多种通信协议,因此可能会出现哪些协议最有利的问题。
漏水传感器中的通信协议概述
通信协议
在所研究的漏水检测器中实施的两大类通信协议是LAN和LPWAN。
局域网(LAN):具有高数据速率的短距离通信方法。低功耗广域网(LPWAN):满足低功耗和数据速率要求的远程通信方法。许可的LPWAN:在公共蜂窝网络上运行的一类LPWAN。未经许可的LPWAN:在未经许可的频谱上运行的另一类LPWAN。按通信类型分类的传感器
研究结果清楚地表明,LoRaWAN设备目前在漏水传感器市场占据主导地位。
接下来,我们将深入研究每种通信协议及其与漏水传感器配合使用的适用性。
局域网(LAN)
局域网(LAN)包括WiFi和蓝牙等网络,通常连接单个房间或建筑物中的设备。
在数据传输方面,WiFi比蓝牙更受欢迎,数据速率高出20倍,范围更广,可达32米。WiFi基础设施在大多数住宅区和商业区也更容易获得,因此设施管理人员对配置很熟悉。
尽管WiFi具有出色的性能,但对于大多数检测漏水的物联网设备而言,可以处理流媒体视频的高数据速率并不是必需的。这种更高的容量意味着范围和功率效率会受到很大影响。
只有当设备不需要以更高的带宽传输超过10 m的数据时,蓝牙才才适合。这是一种非常节能的通信协议,但节能实际上在LPWAN中得到了更好的体现。
低功耗广域网(LPWAN)
LPWAN允许设备以比LAN更节能的方式远距离发送少量数据。这些品质完全符合典型漏水传感器的要求:发送数据不频繁。发送小数据包。需要多台设备。发送距离最长,可达1公里。
在进行的研究中,70%的报告传感器是LPWAN设备。此外,在21台LPWAN设备中,19台中的大多数是非许可LPWAN解决方案。
获得许可的LPWAN:NB-IOT和LTE-M
获得许可的LPWAN在预定义的专用频率上运行,使其连接比未经许可的网络更不容易受到干扰。虽然获得许可的LPWAN对移动设备很有用,因为其也使用蜂窝通信,但对于漏水检测用例来说并不是必需的。
在两种获得许可的LPWAN协议中,一种采用NB-IOT,另一种采用LTE-M。
NB-IoT使用窄带技术,这意味着其具有更高的传输功率密度,使其更适合室内和城市应用。同时,LTE-M是一种4G蜂窝网络,这意味着其可以处理比NB-IoT(低于100 kBps)更高的数据速率(384-1000 kBps)。
通常,NB-IoT和LTE-M都比未授权网络具有更高的有效载荷、数据速率和更低的延迟(接收数据的时间)。这意味着它们能够更频繁地发送更多数据。虽然这在需要云计算的用例中可能很有用,但对于检测漏水而言,通常是大材小用。
未经许可的LPWAN:LoRaWAN和Sigfox
在可用的未许可LPWAN中,LoRaWAN解决方案最为普遍,据报告有17种解决方案可用,而Sigfox解决方案只有两种。LoRaWAN
LoRaWAN使用sub-GHz频率和远程无线电调制技术与网关通信。这使得远距离的农村地区的电源效率和性能都很高。虽然LoRaWAN通常与NB-IoT进行比较,因为它们具有相似的强大性能,但许多差异导致LoRaWAN用于漏水传感器的采用率更高。
LoRaWAN和NB-IoT对照表尽管NB-IoT在人口密集的城市地区具有更低的延迟、更高的数据速率和更好的性能,但在农村地区,LoRaWAN在功率效率、成本和范围方面都优于NB-IoT。
LoRaWAN的有效载荷大小表明,其能够以足够短的间隔为漏水传感器提供足够多的信息,同时还提供更好的电源效率和更长的电池寿命。由于LoRaWAN在农村地区的覆盖范围翻了一倍,可达20公里,因此其也更适合偏远地区的漏水检测,用于农业和库存管理等用途。
成本是LoRaWAN和NB-IoT之间的主要区别之一。LoRaWAN的开放标准和轻量级协议可以使这些网络的运营成本大大降低,尤其是与蜂窝提供商产生连接成本的NB-IoT网络相比。Sigfox
Sigfox作为另一种未经许可的LPWAN,是一种超窄带技术,在868 MHz和902 MHz之间的公共网络上运行。与LoRaWAN相比,其具有一些优势:成本更低、范围更远以及潜在的更高能效。
然而,也有明显的缺点。Sigfox的数据速率比LoRaWAN低30倍,并且最大有效载荷为12字节。此外,Sigfox的下行消息量和干扰概率受限,意味着其必须传输多条消息,这使得实际功耗高于LoRaWAN。
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