

短程无线链接
而带宽限制了可以从工业物联网传感器节点采集数据的最大速率以及向下游传输数据的最大速率,需要考虑每台设备随时间推移产生的数据总量、网关中部署和聚合的节点数以及以恒定数据流或间歇性突发方式存在的突发数据高峰期需要的可用带宽三大因素。网络协议包的大小最好与传输的数据大小相匹配,发送含有空数据的包会造成效率下降。
如果工业物联网设备必须用电池供电,为了省电,可以在其空闲时使其进入睡眠模式。同时可以在不同的网络负载条件下模拟设备的功耗,这样可以确保设备的电源和电池容量与传输必要数据需要的功耗相匹配。
网络中不同可能节点之间的协调配合也是个挑战。为了维持互联网的协调能力,传统方法是采用标准有线和无线协议。为了跟上新技术的快速发展步伐,很难实现新的工业物联网流程的标准化。以工业物联网生态系统为例,看看符合现有解决方案需要的最佳技术,如果被广泛运用,则实现长期协调配合的概率会更高。
此外,工业物联网的网络安全性在系统中起着三个重要的作用:机密性、完整性和真实性。机密性要求网络数据只停留在已知框架中,不允许数据被外部设备破坏或截获;数据完整性要求消息内容与发射数据完全相同,不改变、减少或增加信息;真实性则要求从符合预期的独家来源接收数据。连接不安全网关的安全无线节点会造成安全漏洞,有可能遭到破坏。数据时间戳有助于发现是否有任何信号被跳过并被通过旁道传输。时间戳也可以用于正确重整来自多个未同步传感器的凌乱的关键时间数据。
频段、通信协议与网络拓扑结构选择有诀窍
物联网无线传感器可以在蜂窝基础设施中使用特许执照频段,但这些设备可能非常耗电。在车载远程信息处理这个应用示例中,需要采集移动信息,所以,短程无线通信并不可行。然
而,许多其他低功耗工业应用通常选择会占用ISM频段中免执照频谱。IEEE 802.15.4低功耗无线标准可能是诸多工业物联网应用的理想选择,该标准的工作频段为2.4 GHz、915 MHz和868 MHz ISM,总共有27个通道可以用于射频通道多次跳跃。
蓝牙低能耗(BLE)是一种功耗大幅减小的解决方案,它不是文件传输的理想选择,却更适合小块数据。其主要优势是与竞争技术相比,已与移动设备广泛集成,所以更具普遍性。蓝牙4.2核心规范采用高斯频移调制,工作频段为2.Atmel4 GHz ISM,范围为50米至150米,数据速率为1 Mbps。

网络模型:点对点、星形、网状和多跳拓扑结构
在此趋势下趋势,亚德诺半导体(ADI)针对AduCx系列微控制器,以及Blackfin系列DSP提供支持有线网络协议的全套无线模拟收发器。例如低功耗无线大功率收发模块方案ADRF7242支持IEEE 802.15.4、可编程数据速率和调制方案,采用全球ISM频段,速率范围为50 kbps至2000 kbps,符合FCC和ETSI标准的要求。ADRF7023的工作频段为全球免执照ISM频段,工作频率为433 MHz、868 MHz和915 MHz,速率范围为1 kbps至300 kbps。此外,ADI公司还提供完整的WSN开发平台,助力定制解决方案的设计。











