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那些來自傳感器的數據如何上傳至云端的?

發表時間::2022-09-13

摘要:過去25年來,無線標準發生了翻天覆地的變化,我們傳遞信息的方式也變的更加多樣,傳感器,相機和麥克風都可以將大量的數據同步到云端,在需要時又可以隨時取用。正因如此,人們才不厭其煩的討論物聯網可能帶來的好處。


過去25年來,無線標準發生了翻天覆地的變化,我們傳遞信息的方式也變的更加多樣,傳感器,相機和麥克風都可以將大量的數據同步到云端,在需要時又可以隨時取用。正因如此,人們才不厭其煩的討論物聯網可能帶來的好處。


在物聯網時代,困擾應用開發者的一個重要問題就是如何在功率,覆蓋范圍,傳輸速率和成本之間找到那個微妙的平衡點。


如果你在中西部地區的大型農場監控土壤數據,那么實時視頻監控對你來說就沒什么意義,你需要的是遠程無線連接。如果你要為犯罪高發區域安裝監控,那么高帶寬才是王道。


在第二個例子中,你可以使用不同的方式來完成視頻數據傳輸,你可以在攝像頭上安裝大功率發射機,然后直接通過移動基站獲取視頻信息,也可以通過電線桿上的少量Wi-Fi路由器將視頻數據通過超高帶寬鏈接直接發射給基站。


在空曠無人的森林中,火警和煙霧報警器又是如何工作的呢?這里可沒有移動基站,更別說網線了。嘿嘿,這時就是低于1GHz的網狀網絡的天下了,它可以以極小的電力消耗完成大范圍的信號覆蓋。


物聯網的發展潛力很大,隨著各路投資者的加入,我們會見到各種各樣的解決方案,不過最后能活下來的還是那些更有用也更具性價比的產品。


全天候和全方位的連接


通過無線連接,我們可以在多臺設備上訪問云空間,這到底是如何做到的呢?


實話說,在現在的技術條件下,這真的是小菜一碟,可選的連接方式多了去了。下文中微信公眾號工業智能化就給大家列舉了幾種將傳感器數據同步到云端的方式,想要對其中原理一探究竟的讀者們,快跟我來吧。


1通過網線連接

 

 

這是最簡單的方式,它誕生于上世紀七八十年代,也是所有無線連接方式的鼻祖。傳感器中會搭載一枚微處理器,負責處理搜集到的數據,隨后再通過有線網絡將數據上傳。另外,該處理器還可以修改或更新傳感器的某些功能。不過這種方式的限制性較大,因為不可能每個地方都有網線。


2通過手機網絡連接

 

手機網絡緊隨有線網絡誕生,并在上世紀八十年代初期有了初步的發展。該網絡也順理成章的成為了第一種得到廣泛使用的無線網絡。不過它的槽點也不少,首先,想要連接移動基站,傳感器還是要通過網線連接手機或者在手機中植入專門的基帶(成本很高);其次,上行無線發射機需要很大的功率支持;最后,流量費會讓人很肉疼。


3通過遠程無線網絡連接

 

早在1947年,監管部門就開放了許多免許可的無線頻段,不過在當時那個年代這玩意根本無人問津,直到上世紀九十年代手機出現,人們才真正意識到它們的價值。2003年,902-928 MHz和2400-2483 MHz兩個頻段又成了新寵,供最新的IEEE 802.15.4無線標準使用。請加微信號:robotinfo 學習工業智能化知識
  

上文提到過的網狀網絡也使用這些頻段,該網絡由許多小型低功耗的無線設備組成,這些無線設備彼此高度相連,可將來自邊緣區域的傳感器數據匯集到一個集合點,而這些集合點都與云端相連。這樣就保證了無線網絡的覆蓋范圍。
  

4通過無線路由器連接

 

我們熟知的802.11 Wi-Fi標準誕生于1997年,該標準使用2400-2483 MHz和5130-5835 MHz頻段。這兩個頻段對普通人的無線生活影響至深,在家里,公司或公共場所,這類路由器都隨處可見。
  

另外,還有一部分路由器較為專業,它們主要應用于工業和基礎設施領域。只要插上網線,路由器就能連接到云端,事實上,在生活中無線路由器是人們享受云服務最主要的通道。
  

隨著智能手機上Wi-Fi功能的出現,能直連路由器的傳感器也誕生了。這就意味著只要在路由器信號覆蓋范圍之內,傳感器就可以隨時連接互聯網,省去了連接移動基站的復雜過程。
  

5通過手機連接

 

在現實生活中,有許多時候傳感器并不需要連接無線路由器,手機就能搞定一切。這樣,用戶還能直接與傳感器互動,獲取他們所需的信息。另外,許多應用場景下并不需要遠渡重洋傳輸數據,無線耳機就是其中一例。
  

這些數據傳輸可由藍牙完成,它與Wi-Fi相同,均工作在2400-2483 MHz頻段。該標準于1998年誕生,2003年它成了802.15.4標準的一部分,不過至今它還在繼續發揮自己的光和熱。
  

近日,技術人員們拿出了全新的低功耗藍牙技術(BLE),該技術功耗低,很適合速率較低或占空比較低的簡單傳感器。該技術為小型傳感器的發展提供了強大的動力,那些原本需要無線網或手機網絡的傳感器(如各類智能手環),現在可以直接與手機互動。
  

最近,技術人員還為傳統的Wi-Fi路由器加入了藍牙功能。這樣一來,搭載BLE技術的傳感器就可以直接通過路由器與云端相連,省去了連接手機這個環節。
  

上圖的箭頭已經多到讓人頭暈了,看起來復雜的要死,不過這也是個好事,因為隨著各類無線標準的不斷壯大,我們可以用更多的方式來推動物聯網的發展了。
  

現狀和未來
  

三十年前,手機的誕生開啟了一場無線革命,大大地提高了我們的生活質量。世界上任何人都可以隨時隨地連接互聯網,搜集或交換自己所需的信息,而從前,網線束縛的我們動彈不得。
  

多種無線標準共存并不是一件壞事,不過對選擇困難癥人群來說,找出哪種最適合還是有些困難,因為許多新標準還是在原地踏步,在功能上并沒有什么實質性的突破。
  

所以,壞消息就是在選擇無線標準問題上,你會越來越迷茫。而好消息就是隨著市場競爭的加劇,消費者能得到價格上的實惠。總而言之,一切都還在進行時,物聯網的發展依然任重道遠。

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