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【WSN 通訊技術怎麼選?用什麼感測介面才適合?】
萬物聯網時代因不同應用各有側重,WAN (廣域網路) + PAN (個人網路) 多模共存的客製需求有增多趨勢。整體來說,與公共建設有關的應用串聯節點數眾多、傳輸距離長,WAN 才夠給力;但要將訊息鏈延伸至個人用戶,亦少不了 PAN 輔助;尤其藍牙 (Bluetooth) 已是手機必備功能,會是最好的媒介。例如,水庫/水栓的儲量觀測、地震/海嘯等天災的資料收集與傳遞,由於不須雙向同步回應 (response),LPWAN (低功耗廣域網路) 加上低功耗藍牙 (BLE) 正可滿足所需。
單就 SIGFOX 與 NB- IoT、LoRa 軟、硬體綜觀對比,NB- IoT 是第一類電信業者的專屬遊戲,如果將授權認證費用列入、成本推估在 10 美元以上,代價最高;使用全球 ISM 通用頻段的 LoRa,適合在工廠等「封閉式系統」使用,設備商與標案是主要族群,僅有物理層 (physical layer) 調變/解調費用,約在 5 美元;而同樣走未授權頻段的 SIGFOX 費用不到 2 美元,成本最低!除了成本,資料量負載是另一項考量,可略分為 Heavy Loading 和 Simple Loading 兩大類來看。
對於流動性大、資料傳送頻繁的應用而言,NB- IoT 和 LoRa 傳輸率較高,能承載的資料量較大,自然較有發揮空間;若是資料封包傳送間隔長、不須即時回饋的低量傳輸,即使沒有產業聯盟奧援、但只要營運商獲准設立基地台,SIGFOX 仍是較經濟的選擇。值得留意的是,有通訊模組廠提出一個有趣觀點:NB- IoT 受惠於政府補貼,未來極有可能吞食大部分的 LoRa 市場,而 LoRa 將停留在特定封閉系統;至於向來被視為開放標準代表的 ZigBee,則有日趨封閉的現象。
雖然今年初 ZigBee 聯盟宣示以 dotdot 作為物聯網的通用語言,有利解決不同晶片供應商的 ZigBee 設備無法順利對話之窘境,但卻有損其既有優勢。偏偏它又不及一開始就鎖定家電市場發展的 Z-Wave 具備相對完整生態系統支援,顯得有些進退維谷;加上「去閘道器中轉」的趨勢明顯,ZigBee 卻無法直接與雲端和藍牙等個人網路對接,又遭逢諸多新興 LPWAN 威脅,恐怕只剩礦場、果園等有限區域或標案市場較有利基,可借道 LTE 電信網路與 ZigBee 串聯。
但若需影像串流就仍嫌不足,還是得靠 WiFi 才成。此外,無線感測顧名思義,感測的重要性不亞於無線通訊;而基於飛行時間 (ToF) 的光引擎整合微機電 (MEMS) 感測技術以及「智慧眼鏡」,應用甚廣……。
延伸閱讀:
《佐臻客製微型化智慧模組 串聯多模無線感測網路》
http://compotechasia.com/a/____/2017/0414/35149.html
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【ZigBee 未凋!但串聯「異質感測」並不如想像中容易】
ZigBee 可謂是最早具備物聯網 (IoT) 雛形的先驅技術之一,也因開放式標準與可支援眾多節點的網狀 (mesh) 網路而名噪一時,符合大範圍 IoT 互連所需。更重要的是,ZigBee 是開放式標準,且無頻率合法性疑慮,是承接公部門專案的必要條件,這也是同為 IEEE 802.15.4 個人區域網 (PAN) 標準的 Z-Wave,難以完全取而代之的根本原因;一路伴隨 ZigBee 成長的通訊系統整合商分享近身觀察表示,Z-Wave 雖有家電大廠力挺,但礙於並非開放源碼,加上使用頻段在中國並不合法,現階段只有在歐洲本土較為盛行。
與其他無線通訊技術相較,WiFi 在連網瞬間不但有互搶頻譜資源的問題,且十分耗電、約三個月就須換電池。除非有影音需求,否則將其用於低量傳輸未免過於浪費;新一代 Blutetooth 雖然也有網狀拓樸,但它是以「廣播」方式傳輸、網路中所有節點會同時被喚醒,功耗表現未盡理想。反觀 ZigBee,網路中不須工作的裝置可進入休眠狀態,若用於簡單的門窗開關偵測,可以五年都不用換電池。經過多年市場試煉,ZigBee 相較於其他新興 PAN 技術,在商用量產上具有難以超越的利基,已獲美國、印度和中國市場普遍認同。
串聯「異質感測」設備並不如想像簡單,最棘手的瓶頸就是晶片互通性不良的問題。所謂的 IoT 可分為四大部分來看,由上而下依序為:雲端運算、公有雲/私有雲對接、互聯網和 WSN。如果互通障礙起源越接近晶片底層協定,就越麻煩,需要花更多心力去改善優化。透過寶貴經驗累積、奠定厚實基礎,將成為發展自有品牌的最有力籌碼,包括:各種通訊協定、領域特有知識、設備、系統和應用程式,可讓設備、軟體或感應器等組成的網路彼此互聯、收集和交換數據。
然而,要達到智能、環保目的,對監控數據掌握的精準度格外重要;否則,恐將流於「表象」……一起來聽聽專家的現身說法吧!
延伸閱讀:
《鉅康以 ZigBee 為基底 堆疊 Cloud- to- Cloud 智能管理》
http://compotechasia.com/a/____/2017/0414/35154.html
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