智能漏水檢測(cè)器最流行的通信協(xié)議是什么？

　　了解智能漏水傳感器使用的通用通信協(xié)議的優(yōu)缺點(diǎn)。

　　物聯(lián)網(wǎng)漏水檢測(cè)器有多種類型，如洪水式、在線式、電纜式或板式傳感器。選擇合適的漏水傳感器對(duì)于有效保護(hù)建筑物至關(guān)重要。傳感器如何發(fā)送泄漏警告是決策的關(guān)鍵部分，因?yàn)槠錄Q定了解決方案的使用壽命和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型，以及任何額外的基礎(chǔ)設(shè)施要求。

　　我們最近進(jìn)行了一項(xiàng)市場(chǎng)范圍的研究，比較了不同類型傳感器的主要特性。一項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn)是，LoRaWAN是智能漏水傳感器最流行的通信協(xié)議，具有許多有助于其普及的特性，包括低功耗、低成本和范圍廣。

　　但，WiFi、NB-IoT和LTE-M等其他通信協(xié)議具有不同的特性，非常適合特定的用例。此外，由于一個(gè)設(shè)備可以支持多種通信協(xié)議，因此可能會(huì)出現(xiàn)哪些協(xié)議最有利的問(wèn)題。

　　漏水傳感器中的通信協(xié)議概述

　　通信協(xié)議

　　在所研究的漏水檢測(cè)器中實(shí)施的兩大類通信協(xié)議是LAN和LPWAN。

　　局域網(wǎng)(LAN)：具有高數(shù)據(jù)速率的短距離通信方法。

　　低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)：滿足低功耗和數(shù)據(jù)速率要求的遠(yuǎn)程通信方法。

　　許可的LPWAN：在公共蜂窩網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的一類LPWAN。

　　未經(jīng)許可的LPWAN：在未經(jīng)許可的頻譜上運(yùn)行的另一類LPWAN。

　　按通信類型分類的傳感器

　　研究結(jié)果清楚地表明，LoRaWAN設(shè)備目前在漏水傳感器市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位。

　　接下來(lái)，我們將深入研究每種通信協(xié)議及其與漏水傳感器配合使用的適用性。

　　局域網(wǎng)(LAN)

　　局域網(wǎng)(LAN)包括WiFi和藍(lán)牙等網(wǎng)絡(luò)，通常連接單個(gè)房間或建筑物中的設(shè)備。

　　在數(shù)據(jù)傳輸方面，WiFi比藍(lán)牙更受歡迎，數(shù)據(jù)速率高出20倍，范圍更廣，可達(dá)32米。WiFi基礎(chǔ)設(shè)施在大多數(shù)住宅區(qū)和商業(yè)區(qū)也更容易獲得，因此設(shè)施管理人員對(duì)配置很熟悉。

　　盡管WiFi具有出色的性能，但對(duì)于大多數(shù)檢測(cè)漏水的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備而言，可以處理流媒體視頻的高數(shù)據(jù)速率并不是必需的。這種更高的容量意味著范圍和功率效率會(huì)受到很大影響。

　　只有當(dāng)設(shè)備不需要以更高的帶寬傳輸超過(guò)10 m的數(shù)據(jù)時(shí)，藍(lán)牙才才適合。這是一種非常節(jié)能的通信協(xié)議，但節(jié)能實(shí)際上在LPWAN中得到了更好的體現(xiàn)。

　　低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)

　　LPWAN允許設(shè)備以比LAN更節(jié)能的方式遠(yuǎn)距離發(fā)送少量數(shù)據(jù)。這些品質(zhì)完全符合典型漏水傳感器的要求：

　　發(fā)送數(shù)據(jù)不頻繁。

　　發(fā)送小數(shù)據(jù)包。

　　需要多臺(tái)設(shè)備。

　　發(fā)送距離最長(zhǎng)，可達(dá)1公里。

　　在進(jìn)行的研究中，70%的報(bào)告?zhèn)鞲衅魇荓PWAN設(shè)備。此外，在21臺(tái)LPWAN設(shè)備中，19臺(tái)中的大多數(shù)是非許可LPWAN解決方案。

　　獲得許可的LPWAN：NB-IOT和LTE-M

　　獲得許可的LPWAN在預(yù)定義的專用頻率上運(yùn)行，使其連接比未經(jīng)許可的網(wǎng)絡(luò)更不容易受到干擾。雖然獲得許可的LPWAN對(duì)移動(dòng)設(shè)備很有用，因?yàn)槠湟彩褂梅涓C通信，但對(duì)于漏水檢測(cè)用例來(lái)說(shuō)并不是必需的。

　　在兩種獲得許可的LPWAN協(xié)議中，一種采用NB-IOT，另一種采用LTE-M。

　　NB-IoT使用窄帶技術(shù)，這意味著其具有更高的傳輸功率密度，使其更適合室內(nèi)和城市應(yīng)用。同時(shí)，LTE-M是一種4G蜂窩網(wǎng)絡(luò)，這意味著其可以處理比NB-IoT(低于100 kBps)更高的數(shù)據(jù)速率(384-1000 kBps)。

　　通常，NB-IoT和LTE-M都比未授權(quán)網(wǎng)絡(luò)具有更高的有效載荷、數(shù)據(jù)速率和更低的延遲(接收數(shù)據(jù)的時(shí)間)。這意味著它們能夠更頻繁地發(fā)送更多數(shù)據(jù)。雖然這在需要云計(jì)算的用例中可能很有用，但對(duì)于檢測(cè)漏水而言，通常是大材小用。

　　未經(jīng)許可的LPWAN：LoRaWAN和Sigfox

　　在可用的未許可LPWAN中，LoRaWAN解決方案最為普遍，據(jù)報(bào)告有17種解決方案可用，而Sigfox解決方案只有兩種。

　　LoRaWAN

　　LoRaWAN使用sub-GHz頻率和遠(yuǎn)程無(wú)線電調(diào)制技術(shù)與網(wǎng)關(guān)通信。這使得遠(yuǎn)距離的農(nóng)村地區(qū)的電源效率和性能都很高。雖然LoRaWAN通常與NB-IoT進(jìn)行比較，因?yàn)樗鼈兙哂邢嗨频膹?qiáng)大性能，但許多差異導(dǎo)致LoRaWAN用于漏水傳感器的采用率更高。

　　LoRaWAN和NB-IoT對(duì)照表

　　盡管NB-IoT在人口密集的城市地區(qū)具有更低的延遲、更高的數(shù)據(jù)速率和更好的性能，但在農(nóng)村地區(qū)，LoRaWAN在功率效率、成本和范圍方面都優(yōu)于NB-IoT。

　　LoRaWAN的有效載荷大小表明，其能夠以足夠短的間隔為漏水傳感器提供足夠多的信息，同時(shí)還提供更好的電源效率和更長(zhǎng)的電池壽命。由于LoRaWAN在農(nóng)村地區(qū)的覆蓋范圍翻了一倍，可達(dá)20公里，因此其也更適合偏遠(yuǎn)地區(qū)的漏水檢測(cè)，用于農(nóng)業(yè)和庫(kù)存管理等用途。

　　成本是LoRaWAN和NB-IoT之間的主要區(qū)別之一。LoRaWAN的開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)和輕量級(jí)協(xié)議可以使這些網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)成本大大降低，尤其是與蜂窩提供商產(chǎn)生連接成本的NB-IoT網(wǎng)絡(luò)相比。

　　Sigfox

　　Sigfox作為另一種未經(jīng)許可的LPWAN，是一種超窄帶技術(shù)，在868 MHz和902 MHz之間的公共網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行。與LoRaWAN相比，其具有一些優(yōu)勢(shì)：成本更低、范圍更遠(yuǎn)以及潛在的更高能效。

　　然而，也有明顯的缺點(diǎn)。Sigfox的數(shù)據(jù)速率比LoRaWAN低30倍，并且最大有效載荷為12字節(jié)。此外，Sigfox的下行消息量和干擾概率受限，意味著其必須傳輸多條消息，這使得實(shí)際功耗高于LoRaWAN。