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Zusammenhang-Wahlen haben für das Internet von Sachen Überfluss

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Wi-Fi, Bluetooth, 802.15.4, Z-Bewegen wellenartig, und DECT-Technologien können spezifische Bedürfnisse an den Entwicklern über dem IoT Spektrum unter anderem erfüllen.

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Das Internet der Sachen (IoT) deutet Zusammenhang und Entwickler haben Lose verdrahtete und drahtlose Wahlen an ihrer Beseitigung, um sie geschehen zu lassen an. Ethernet neigt, den verdrahteten Reich zu beherrschen. IoT Rahmen bilden höhere Protokolle auf dieser Art des Zusammenhangs ab, aber die Vorrichtungen ziehen an? t-Arbeit, bis sie eine Methode der Kommunikation mit dem Netz haben.

An diesem Punkt reichen Ethernet-Implementierungen von 10 Mb/s bis zu 100 Gb/s. selbstverständlich, die obere Grenze zielt im Allgemeinen das Rückgrat des Internets, um Bedienerbauernhöfe in der Wolke zu verbinden, während das Tief zum Mittelbereich auf den Rest der Vorrichtungen läuft. Die mittlere Implementierung ist Ethernet derzeit 1-Gb/s.

Vermächtnisvorrichtungen liegen in der unteren Stufe, nämlich 10 - und Ethernet 100-Mb/s. Billige Mikrocontroller, besonders eine mit eingebauten Ethernet-Steuerpulten, können auch hier gefunden werden. Typische low- zum Mittelbereich Ethernet-Schalter behandelt Ethernet 10/100/1000-Mb/s. Diese Gigabitschalter arbeiten mit gerade ungefähr jeder möglicher Vorrichtung durch Händeschütteln, um eine kompatible Geschwindigkeit und ein Protokoll zu finden. Protokolle können, einschließlich Details wie Güte (QoS), Steuerung des Datenflusses und virtuelle Unterstützung des privaten Netzes (VPN) ziemlich kompliziert sein. Diese sind häufig zu den IoT Entwicklern transparent, die höher auf dem IP-Protokollniveau oder arbeiten.

Obwohl Ethernet 10-Gb/s, besonders für Mittelbereichbedienerverknüpfung, eine neue Kategorie Ethernet beschleunigt Webstühle auf dem Horizont sich durchsetzt. Im Wesentlichen stößt Ethernet 1-Gb/s bis 2.5 Gb/s mit einem Entsprechen hop oben für Hochgeschwindigkeit Ethernet wie 10 Gb/s, die auf 25 Gb/s. sich bewegen. Diese Änderung stellt im Wesentlichen schnelleren Durchsatz unter Verwendung des gleichen Kabelns zur Verfügung.

Wenn das Ethernet im Wesentlichen als das Rückgrat dient, für drahtlose Kommunikation, haben drahtlose Zugangspunkte der verschiedenen Aromen einen Ethernet-Hafen das? s gewöhnlich schneller als die drahtlose Seite. Infolgedessen kann die drahtlose Verbindung mit voller Geschwindigkeit funktionieren. Mehrfache Zugangspunkte existieren normalerweise in einer Handels- oder industriellen Einstellung, wenn ein einzelnes Ethernet-Rückgrat, anschließt zusammen sie sowie die Lieferung, einer Verbindung zum Internet, wenn passend.

Wi-Fi liefert Bandbreite

Wi-Fi, mit seiner Reihe von 802.11 Varianten, liefert den höchsten Durchsatz der drahtlosen Technologien an diesem Punkt. Es begann mit 802.11a und b und kam bis zu 802.11ac weiter. Der Standard 802.11b hatte eine rohe Datenrate von 11 Mb/s und verwendete nur das Band 2.5-GHz, während 802.11ac 2.5 verwendet - und Bänder 5-GHz mit einer kombinierten Bandbreite 5.3 Gb/s. der Innenstrecke ist auf dem Auftrag von 100 bis 200 Fuß. Die folgende Entwicklung? 802.11ax? wird balanciert, um 802.11ac zu folgen.

Ein Beispiel vom spätesten in den Wi-Fifräsern kommt von der D-Verbindung (Feige. 1). Die Handgriffe AC5300 beschleunigt zu 5.3 Gb/s. Das System, gefahren durch einen Doppel-kern 1.4-GHz Prozessor, kennzeichnet acht Antennen für MIMO (Misch-, multiple-output) Unterstützung.

Die Herausforderung mit Spektrumanwendung mit 802.11 Interessen. Jedermann, das versucht, Wi-Fi an einem Tradeshow zu benutzen, ist in das Problem Spektrum Überanwendung gelaufen. Z.B. ein Erscheinen? Band s-2.5-GHz hat 11 Kanäle (abhängig von dem Land), aber die Kanäle überschneiden und der kann Informationsbandbreite für alle Parteien wirklich verringern. Nichtüberlappende Pläne der mehrfachen Zugangspunkte benutzen normalerweise Kanäle 1, 6 und 11. Zwar können Zugangspunkte auf dem gleichen Kanal durch Vermittlung, Informationsbandbreite koexistieren ist begrenzt.

Drahtlose Protokolle enthalten Sicherheitsstandards. Die 802.11 verdrahteten gleichwertiges Privatleben (WEP) ist gewesen defekt und sollte nicht, seit ihm verwendet werden? s im Allgemeinen begrenzt worden auf ältere Plattformen 802.11b. Der Wi-Fi geschützte Zugang (WPA) und 802.11i, alias WPA2, sind die Sicherheitsprotokolle der Wahl derzeit. Öffnen Sie drahtlose Zugangspunkte kann ohne Sicherheitsprotokolle funktionieren.

Eine Schlüsselherausforderung für IoT Entwickler umgibt Leistungsbedarf. Nicht soviel für drahtlose Apparate mit verdrahteter Energie oder genügenden Batteriebetriebsmitteln, aber eher für tragbare Geräte mögen Sie smartphones und Tabletten. Noch ist Wi-Fi häufig die Wahl für diese Vorrichtungen wegen der Bandbreite, besonders wenn es zum Strömen der videoanwendungen kommt (z.B., aufpassende Filme oder Videokameras). Batterieverbrauch für diese Anwendungen wird gewöhnlich in den Stunden des Dauereinsatzs gemessen; häufig verwenden andere Aspekte des Systems, wie Anzeigen und Prozessoren, mehr Energie als die Wi-Fiunterstützung. Noch es? nicht triviale Entwurfsausgabe S.-A.

Wi-Fi für Energie-begrenztere Etats ist, abhängig von den Anforderungen möglich. Z.B. ziehen Anwendungen, die nur einen Stoß von Daten senden müssen an? t müssen notwendigerweise ununterbrochen in Verbindung stehen. Sie können die Wi-Fiunterstützung zu einer vorbestimmten Zeit einschalten und sie später unten schließen. Energie und Strecke sind auch justierbar.

Bluetooth

Bluetooth ist eine Kurzstreckentechnologie, die die 2.4 verwendet - zum Band der THEORIE 2.485-GHz (industriell, wissenschaftlich und medizinisch). Entworfen für bewegliche Netze des persönlichen Bereichs (Wannen), wird Bluetooth auf Vorrichtungen wie smartphones und Kopfhörern gefunden. Die Bluetooth Interessengruppe handhabt die Technologie, mit dem spätesten Standardsein Bluetooth 4.2.

Bluetooth hat? klassisch? und Versionen der niedrigen Energie (Le); der eingeführt zu werden Standard 4.x gewährt beide oder irgendein. Bluetooth Le ist alias intelligentes Bluetooth. Weil? klassisch? und Smart/LE aren? rueckwaerts kompatibelt, können sie möglicherweise nicht mit älteren Vorrichtungen arbeiten.

LE version ist wichtig, weil es entworfen ist, um Vorrichtungen zuzulassen, die für Monate oder Jahre unter Verwendung der Niederleistungsquellen wie Knopfzellenbatterien oder Energie-Ernten Vorrichtungen laufen und in Verbindung stehen. Es? s kompatibel mit den meisten smartphones und Tabletten, die auf Bluetooth 4.x eine Zeitlang basiert haben.

Klassische und intelligente Bluetooth maximale Strecke ist ungefähr 100 m (330 Fuß), während Datenrate bis 3 Mbs/s und 1 Mb/s ist, beziehungsweise. Jedoch ist tatsächlicher Anwendungsdurchsatz, wie die meisten drahtlosen Technologien, kleiner? 2.1 Mb/s für Klassiker und 0.27 Mb/s für intelligentes.

Klassiker wird auf sieben Vorrichtungsanschlüsse, aber ihn begrenzt? s definiert nicht für intelligentes. Dieses ist unterschiedlich, als die Zahl zusammengepaßten Vorrichtungen eine Vorrichtung haben kann, da viele möglicherweise nicht aktiv auf einmal sein können. Die intelligenten Vorrichtungen, die keine Vorrichtungsbeschränkung haben, wird ein wichtiger Faktor, weil mehr Anwendungen viele simultanen Anschlüsse jetzt verwenden können.

Eine verhältnismäßig neue Facette zur Technologie das? s, das Interesse gewinnt, ist der Gebrauch der Bluetooth Leuchtfeuer, der ein Teil des Bluetooth 4 Le Standards ist. Dieser Standard ist entworfen, um batteriebetriebene Leuchtfeuer für die langen Zeitspannen der Zeit funktionieren zu lassen und mittelt Informationen dem Führen der Bluetooth Vorrichtungen über. Sie können personifizierte Informationen, wie ein Kupon für ein Produkt auf Anzeige in einem Speicher zur Verfügung stellen. Die Leuchtfeuer zielen Vorrichtungen wie smartphones; das smartphone kann gegründet werden, um Informationen von den Leuchtfeuern zu ignorieren oder hervorzuheben, die auf Benutzerpräferenzen und Leuchtfeuerinformationen basieren. Die Leuchtfeuer sind im Wesentlichen IoT Vorrichtungen, auch.

Diese Technologie kann in den mehrfachen Drehbüchern verwendet werden. Z.B. können Übungsmaschinen jede ein Leuchtfeuer haben, das ihre Verwendbarkeit (gebräuchlich oder nicht verwendet) sowie Resultate zur Verfügung stellt. Eine Übungs-APP, die einen Zeitplan hat, könnte anzeigen, welche Maschinen vorhanden waren und die Maschine dann verriegeln, um Resultate nur zum smartphone herauszugeben. Die Maschine konnte sogar automatisch entriegeln, sobald das tragbare Gerät aus Strecke heraus sich bewegt, da Bluetooth die Positionsinformationen zur Verfügung stellen kann, die auf Leuchtfeuern basieren.

Einiger definierter Bluetooth Variantehafen? t erreichte notwendigerweise bedeutende Annahme. Z.B. kombinierte Bluetooth 3.0+HS Unterstützung für herkömmliches Bluetooth mit 802.11 Wi-Fi sport Durchsatz 24-Mb/s. Der schnellere Durchsatz wird durch den Wi-Fibestandteil behandelt, während Bluetooth Händeschütteln liefert. Dieses wird nur durch Vorrichtungen mit der +HS Kennzeichnung gestützt.

Bluetooth ist die drahtlose Technologie der Wahl für persönliche tragbare Geräte geworden, besonders da sie von einem Bluetooth-ermöglichten smartphone gehandhabt werden können. Dieses schließt neue Vorrichtungen wie Verbraucher-Physik ein? SCiO (Feige. 2). Die Vorrichtung verwendet die Firma? s-near-infrared (NIR) Spektroskopie-Sensor, zum der Materialien wie Nahrung und Wasser zu analysieren. Er nimmt eine ungefähr Sekunde oder zwei, damit ein IR-Emitter eine Probe belichtet und damit der Sensor Resultate ermittelt. Der Mikrocontroller analysiert die Resultate und schickt diese über Bluetooth zu einer smartphone APP. Die Maßeinheit, die für eine ungefähr Woche unter normalem Gebrauch funktioniert, enthält einen Mikro-USB-Anschluss, um die Batterie neuzuladen.

Niederenergetischer Radioapparat

Andere niederenergetische drahtlose Technologien umfassen 802.15.4 und Z-Bewegen wellenartig. Anderer ist DECT (Digital erhöhte drahtlose Telekommunikation), die an den IoT Anwendungen angewendet werden können.

Der Standard 802.15.4 definiert eine 250 kb/s Datenrate und eine 10 m-Strecke und stützt die Punkt-zu-Punkt- und Ineinander greifenkonfigurationen. Er verwendet drei Bänder: 868 MHZ, 915 MHZ und 2.45 Gigahertz. Betrachtet als rohes Protokoll, wird der Standard als die Basis für höhere Protokolle wie 6LoWPAN (IPv6 über Schwachstrom-drahtlosen persönlicher Bereichs-Netzen) und ZigBee verwendet. Zusätzlich werden einige vendor-specific Protokolle auf 802.15.4, wie MiWi des Mikrochips aufgebaut (sehen Sie? MiWi Radioapparat geht Pro? auf electronicdesign.com), die häufig helleres Gewicht sind und wenige Genehmigenbeschränkungen haben.

Die meisten Netze stützen IPv4 und IPv6, aber IPv4 ist z.Z. die befestigte Version auf dem Internet. Es hat einige Probleme, die durch IPv6 gelöst werden (z.B., Adressenbeschränkungen). Im Wesentlichen ist die meisten des IPv4 Adressraumes zugewiesen worden. IPv6 erweitert groß den Adressraum, der mit der Fülle der IoT Vorrichtungen benötigt wird, die einzigartige IDs erfordern.

Z-Bewegen Sie wellenartig, gestützt durch Z-Wellenartig bewegen Bündnis, Großtaten das Band der THEORIE 900-MHz unter Verwendung GFSK Manchester der Kanalkodierung. Leistungsmerkmale sind bis 802.15.4, einschließlich den 100 kb/s Durchsatz und einen 100 ft ähnlich. (m) Strecke 30.5. Sie behandelt auch die Punkt-zu-Punkt- und Maschennetze und ähnlichen der Ziele Verwendungsgebiete wie automatische und Beleuchtunghauptkontrollen. Ein Netz kann bis 232 Nullpunkte haben, und Kontrolleur- und Sklavenvorrichtungen helfen, Steuerung und Konfiguration zu vereinfachen.

Beides Z-Bewegen Sie wellenartig und 802.15.4 Varianten sind entworfen, um in einem Energieeinsparung Modus, Bedeutung zu funktionieren sie? Reactive für nur eine begrenzte Zeitmenge? häufig so niedrig wie 0.1%. Mehr Energie wird während dieses Zeitraums verwendet, aber fast keine Energie wird im Schlafmodus verbraucht. Ebenso sind beide Ansätze damit gegenseitig entworfen - exklusive Netze können im gleichen Raum koexistieren. Dieses ist kritische Eigenschaft, weil einige Netze an den Sicherheitsproblemen lokalisiertes liegen müssen.

IoT ruft nach Hause an

Das ULE (ultra niedrige Energie) Bündnis setzt DECT-Technologie ein, die in den neueren drahtlosen Telefonen wie denen von den VTech Kommunikationen allgemein ist (Feige. 3). Hohe Sprachqualität war- für den Entwurf von DECT wichtig und so übersetzte in Hochzuverlässigkeit die Anschlüsse, die für IoT Daten benötigt wurden.

Der Bereich DECT-ULE der Frequenzen schwebt um 1.9 Gigahertz und stellt 120 Duplexkanäle bereit. Sein TDMA Mehrkanalausrüstungsentwurf behält 24 Zeitlagen mit einer Rahmenlänge mit 10 Frauen bei, die mit 1.152 Mb/s. übereinstimmt. Für Rede bedeutet dieses 32 kb/s ADPCM oder 64 kb/s G.722 kodierung. Paketgrößenskalen von 32 bis 256 Bytes. Sie kann Bilder und Videodaten sogar bearbeiten.

DECT ULE? s-typische Strecke 300 m neigt, mehr Abdeckung als etwas konkurrierende Technologien zur Verfügung zu stellen. Sie kann höhere Protokolle wie 6LoWPAN stützen. Zusätzlich verwendet DECT ULE den stärkeren 128 Verschlüsselungentwurf des Bits AES eher als die 64-bitverschlüsselung, die in Standard-DECT-Vorrichtungen integriert wird. Paketauthentisierung und -verschlüsselung sind Standard.

Die Systeme sind für Niederleistungsverbrauch bestimmt? Rf-Energie beträgt 10 mW mit einer maximalen Spezifikation der Energie 250-mW durchschnittlich. Latenz fällt unter Frau 100. Die Architekturunterstützungen über 400 Nullpunkten, wenn 256 Nullpunkte direkt ansprechbar sind. Eine typische Sensor-Anwendung mit einem zweiten Zyklus des Schlafes 20, der µA 20 verbraucht, kann für 10 Jahre auf einer AAA-Batterie laufen.

ULE ist die weniger bekannte Technologie im IoT Geltungsbereich wegen seines Verhältnisses zu den drahtlosen Telefonen. Einerseits bedeutet dieses Verhältnis, dass eine bedeutende Anzahl von Verfechtern und Späne für DECT vorhanden sind. Das Endergebnis ist, wenn es mit Technologien verglichen wird, mögen ZigBee preiswerter.

Eine Verbindung zur Sprachkommunikation kann ein anderer Vorteil, wie innen sein z.B. intelligente Türklingelanwendungen. Stimme ist die Basis für den DECT-Standard und so erleichtert seine Einbeziehung in den IoT Lösungen.

Zellulare Herausforderungen

Die meisten zellularen IoT Vorrichtungen zielen langfristige Entwicklung (LTE) Standards 4G und 5G. Zellular hat den Vorteil der Abdeckung, die im Wesentlichen global ist, obgleich breite Schwaden noch anziehen? t haben zellulare Abdeckung. Ebenso kann Abdeckung in den Bereichen mit vielen Zellenaufsätzen pickelig sein wegen der Faktoren, die von den Dienstanbietern und von durchstreifenden Bedingungen bis zu den natürlichen und synthetischen Hindernissen reichen. Dennoch es? s die einzige Alternative, außer etwas begrenzten Satellitentechnologien, für IoT Entwerfer, die Abdeckung außerhalb der örtlich festgelegten Bereiche benötigen, die für Wi-Fi sowie für die lokale Abdeckung vorhanden sind, die der ähnlich ist, die von Bluetooth und von anderem Kurzstreckenradioapparat bereitgestellt wird.

Das wichtige Thema, obwohl, ist wiederkehrende Kosten, da zellularer Betrieb Pläne von den Dienstanbietern erfordert. Das Annehmen dieser Anforderungen kann getroffen werden, die zellularen Eigenschaften schauen sehr gut. Durchsatz für 4G LTE-Brachte Oberseiten heraus an ungefähr 1 Gb/s, während 5G 10 Gb/s. selbstverständlich verspricht, dieses ist die maximale Menge voran; in der Praxis fallen Geschwindigkeiten gegründet auf Abstand und Anwendung innerhalb einer Zelle.

Leistungsbedarf kann eine Ausgabe, besonders für bewegliche Anwendungen mit den Hochgeschwindigkeits- und Ununterbrochenzusammenhang Notwendigkeiten sein. Kein Zweifel, Kosten erbt Spiel außerdem und ist, dass Preise gewöhnlich durch das Byte sind.

Andere weniger allgemeine Netzwerkanschlussmöglichkeiten existieren von der verdrahteten und drahtlosen Seite, aber sind wert zu erwähnen. Z.B. benutzt der des HomePlug Starkstromleitungsnetzwerkanschluß Bündnisses Stromanschlüsse, um die Schnittstelle sowie ein Getriebemittel anzutreiben. Ein Wirt der dialogfähigen Produkte umfassen Vorrichtungen wie drahtlose Zugangspunkte und Brücken zum Ethernet.

Ein anderes Detail, das nicht an diesen Punkt gesprochen wird, betrifft Anwendungsprofile. Diese Standards liefern Definitionen der Informationen und steuern Austausch zwischen Vorrichtungen für Standardanwendungen wie Lagerung und beleuchten Steuerung oder bestimmte medizinische Anwendungen. Hochgradige Standards wie ZigBee stützen diese Profildefinitionen. Diese können zu den IoT Entwicklern besonders vorteilhaft sein, weil ihr Verbrauch Unterstützung für eine Strecke der kompatiblen Vorrichtungen ermöglicht. Ebenso können Vorrichtungsentwickler eine Benutzungsmöglichkeit stützen, die diese Standards verwenden.

Eine Vielzahl der Entwicklungsinstallationssätze und Bezugsentwürfe sind- für alle Technologien vorhanden, die in diesem Artikel adressiert werden. Z.B. QuickLogic? Modul s-TAG-N verwendet nRF51822 Bluetooth des nordischen Halbleiters intelligente und ArticLink 3 Ultra-niedrigenergie S2 intelligente Sensor-Nabe, die in einen smartwatch Formfaktor passt (Feige. 4). Es kann Aufgaben wie aufspürengesten und Bestimmung von Positionszusammenhängen wahrnehmen. Das Modul, das mit der QuickLogic androiden APP für Entwicklung verbindet, arbeitet auch mit Nordic? Entwicklungsinstallationssatz s-nRF51822.

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