Cellular IoT: найкращий посібник із бездоганного підключення

Стільниковий IoT — це спосіб підключення фізичних об’єктів до Інтернету за допомогою тієї ж мобільної мережі, що й смартфони. Це забезпечує величезний потік даних між датчиками, приводами та іншими пристроями, заощаджуючи гроші, уникаючи необхідності встановлення додаткової мережевої інфраструктури. Ця стаття пояснює численні технічні категорії та відповідні сектори стільникового IoT, а також допомагає вам вибрати найкращий стільниковий шлюз для вашого проекту.

Що таке стільниковий Інтернет речей?

Пристрої IoT можуть підключатися один до одного та спілкуватися один з одним за допомогою технології стільникової мережі, яка називається стільниковим IoT. Він використовує інфраструктуру стільникового зв’язку, яка вже існує, щоб запропонувати підключення для різноманітних програм і пристроїв IoT. Не покладаючись на Wi-Fi або дротове підключення, стільниковий IoT забезпечує підключення до Інтернету та обмін даними між пристроями.

Оскільки мережеві адміністратори ділять регіони на «комірки», мережу називають стільниковою. Вишка стільникового зв’язку є в кожній комірці, і вона використовує окрему частоту від веж стільникового зв’язку поблизу. Наприклад, якщо ви розташуєте комірки у формі шестикутника, вам знадобиться лише 7 різних частот, щоб сусідні комірки не використовували ту саму частоту.

Вас також може зацікавити Як побудувати свою приватну мережу LTE? Повне керівництво

Типи стільникового IoT

Технологія Cellular IoT – це LTE Cat-M1 або NB-IoT, яку можна розділити на кілька типів:

2 г 3 г 4 г

Хоча стандартні технології стільникових мереж 2G, 3G і 4G спочатку були розроблені виключно для роботи з мобільними телефонами, тепер вони сумісні з широким спектром пристроїв. Незважаючи на нещодавній дебют 5G і поточного покоління 4G, багато ринків продовжують підтримувати Інтернет речей, використовуючи підключення 2G або 3G.

LTE Advanced

іноді називають 4.5G або 4G+, це оновлена ​​версія технології 4G LTE. Розширюючи основу LTE, LTE Advanced забезпечує покращену продуктивність, вищу швидкість передачі даних і більшу пропускну здатність мережі.

NB-IoT

Технологія NB-IoT (вузькосмуговий Інтернет речей) малопотужної глобальної мережі (LPWAN) була розроблена спеціально для додатків IoT. Це мережева система на основі стільникового зв’язку, яка використовує ліцензовані радіохвилі та дозволяє низці пристроїв Інтернету речей успішно підключатися на великих відстанях.

Вас також може зацікавити Розуміння технології NB-IoT проти LTE-M

LTE Cat 1

Технологія Cat 1, підтип LTE, забезпечує швидкість передачі даних до 10 Мбіт/с, низьку затримку, широке покриття та низьке енергоспоживання. Він широко використовується і широко прийнятий у додатках Інтернету речей, відстеженні активів, промисловому моніторингу та інших випадках використання низької та середньої швидкості передачі даних.

LTE Cat 4

LTE Cat 4 — це підмножина технології LTE, яка пропонує широке покриття, мінімальну затримку та швидкість передачі даних до 150 Мбіт/с за низхідним каналом зв’язку та 50 Мбіт/с за висхідним каналом зв’язку. Він широко використовується в програмах, які потребують високої пропускної здатності даних, як-от потокове відео, онлайн-ігри та швидкий веб-серфінг.

LTE Cat M1

LTE Cat M1 — це технологія Інтернету речей із низьким енергоспоживанням, широка зона (LPWA). Велика зона обслуговування, низька швидкість передачі даних до 1 Мбіт/с, висока енергоефективність для подовженого терміну служби батареї та сумісність пристроїв для значної кількості підключених пристроїв. Завдяки низькій вартості LTE Cat M1 часто використовується в додатках, включаючи відстеження активів, розумні лічильники, промисловий моніторинг і сільське господарство.

NB-IoT і LTE Cat M1 — дві технології, які добре підходять для проектів IoT. NB IoT спеціально розроблено для додатків IoT, забезпечуючи підключення на великій відстані та глибоке проникнення в приміщення з чудовим покриттям. Технологія підходить для розгортання у віддалених і важкодоступних районах.

Він оптимізований для енергоефективності, дозволяючи пристроям працювати від акумулятора протягом тривалого періоду часу та підтримуючи пристрої з високою щільністю підключення. Застосування для віддаленого моніторингу, комунальних послуг і обліку, розумних міст тощо

Він має нижчу швидкість передачі даних, ніж NB-IoT, але він краще зберігає енергію. Пропонує чудовий діапазон і вміщує велику кількість одночасних користувачів і пристроїв. Відстеження активів, інтелектуальні лічильники, промисловий моніторинг, застосування в сільському господарстві тощо можуть отримати переваги від цього швидкого та економічно ефективного рішення для впровадження IoT.

Можливо, шлюзи не підходять для NB-IoT, але вони добре працюють для розумних сенсорних вузлів і кінцевих пристроїв IoT. Щоб збирати й аналізувати дані з великої кількості пристроїв перед тим, як надсилати їх у хмару чи інші кінцеві точки мережі, шлюзу часто потрібна більша пропускна здатність, ніж може забезпечити NB-IoT. Порівняно з іншими стільниковими технологіями, затримка NB-IoT може збільшуватися через те, що він зосереджений на енергозбереженні та збільшеному терміні служби акумулятора.

Шлюзи, особливо ті, які обробляють дані в реальному часі або вимагають майже миттєвих відповідей, часто виграють від з’єднань із меншою затримкою. З точки зору щільності пристроїв, NB-IoT розроблено для підтримки високої щільності підключених пристроїв у певній зоні, тоді як шлюз є центральним пристроєм, який керує з’єднаннями від багатьох кінцевих пристроїв. Таким чином, з точки зору вимог, LTE Cat M1 і пов’язані технології дуже підходять для розгортання в Шлюзи IoT.

Як працює стільниковий IoT?

Роботу стільникової мережі IoT можна розділити на три основні компоненти: SIM-карта IoT, чіпсет/модуль і діапазон частот:

SIM-карта IoT

SIM-карти IoT відіграють важливу роль, дозволяючи пристроям використовувати стільникові мережі IoT. SIM-карти M2M або IoT часто можуть підключатися до кількох мереж, на відміну від традиційних SIM-карт, які можуть підключатися лише до однієї мережі. Це пов’язано з тим, що в IoT роумінг є важливішим фактором, ніж ваш особистий або робочий телефонний зв’язок.

Шлюз набору мікросхем/Інтернету речей

Залежно від реалізації рішення вам потрібен відповідний апаратний аналог. Наприклад, якщо ви розробляєте обладнання, ви можете використовувати стільниковий чіпсет або готовий стільниковий шлюз.

Fдіапазон частот

Як ми пояснювали вище, стільникові мережі використовують діапазон радіочастот від 800 МГц до 5 ГГц для різних технологій. Останнім на ринку з’явився 5G, який працює на більш високих частотних діапазонах. Для Інтернету речей, який потребує більшого радіусу дії або глибокого покриття всередині приміщень, перевага зазвичай надається нижчим діапазонам частот. NB-IoT і LTE Cat M1 підтримують обладнання, яке в основному працює в діапазонах низьких частот.

Усі три ці аспекти поєднуються разом, щоб сформувати успішне стільникове IoT-рішення, оскільки IoT-пристрої повинні відповідати вимогам країни, охопленню оператора SIM-картки, правильному частотному діапазону та відповідним чином вибрати чіп або шлюз IoT.

Додаток Cellular IoT

Ось кілька поширених застосувань стільникових шлюзів:

Екологічний моніторинг

Додатки для екологічного моніторингу, що використовують стільникові шлюзи включають метеостанції, моніторинг якості води та повітря. Вони дають змогу збирати дані датчиків і передавати їх на централізовані платформи для аналізу, сприяючи обдуманому прийняттю рішень і екологічному менеджменту.

Безпека та спостереження

Стільникові шлюзи дозволяють здійснювати дистанційний моніторинг і контроль у системах безпеки та спостереження. Вони забезпечують потокове відео в режимі реального часу, сповіщення про тривогу та керування доступом шляхом підключення IP-камер, систем контролю доступу та іншого обладнання безпеки до центральних станцій моніторингу.

Сільське господарство та фермерство

Стільникові шлюзи використовуються у сільському господарстві та сільському господарстві для віддаленого моніторингу та керування метеостанціями, датчиками ґрунту, тваринами та системами зрошення. Вони допомагають у точному землеробстві, дозволяючи фермерам підвищувати врожайність, стежити за здоров’ям тварин і найкращим чином використовувати наявні ресурси.

Охорона здоров'я та телемедицина

Підключення медичних пристроїв, телемедичні консультації та дистанційне спостереження за пацієнтами стали можливими завдяки використанню стільникових шлюзів у програмах охорони здоров’я. Вони забезпечують безпечну та надійну передачу даних пацієнтів, сприяючи швидкому лікуванню та покращуючи ефективність медичних послуг.

Відстеження активів і логістика

У програмах моніторингу активів і логістики, стільникові шлюзи використовуються для моніторингу та відстеження руху товарів, транспортних засобів та обладнання. Вони забезпечують оптимізацію маршруту, аналіз ланцюга постачання та оновлення позицій у реальному часі, підвищуючи ефективність роботи та знижуючи витрати.

Розумний будинок і автоматизація будівель

Шлюзи стільникового зв’язку з’єднують і керують різноманітними пристроями, зокрема інтелектуальними термостатами, системами освітлення, системами безпеки та системами керування енергією, у системах розумного дому та автоматизації будівель. Вони забезпечують віддалений доступ до функцій автоматизації будинку або будівлі та керування ними, підвищуючи безпеку, комфорт та енергоефективність.

Високопродуктивний стільниковий шлюз

Команда Dusun Стільниковий шлюз DSGW-021 використовує модуль Quectel EG95-E LTE, який базується на чіпсеті Qualcomm MDM9205. Чіпсет MDM9205 спеціально розроблений для додатків IoT з низьким енергоспоживанням і підтримує LTE Cat 4, що забезпечує надійне та ефективне стільникове підключення в різних розгортаннях IoT.

Модуль Quectel EG95-E LTE пропонує розширені функції Інтернету речей, такі як інтегровані протоколи та підтримку MQTT/CoAP, а також глобальне покриття, підключення LTE Cat 4 зі швидкістю завантаження до 150 Мбіт/с, низьке енергоспоживання для подовження терміну служби батареї, компактний розмір для місця обмежені пристрої, надійна та безпечна передача даних і сумісність із низкою додатків IoT, таких як відстеження активів, інтелектуальне вимірювання та промислова автоматизація.

Модуль EG95-E є надійним і ефективним варіантом для інсталяцій Інтернету речей, які потребують стільникового зв’язку завдяки різноманітним перевагам.

Стільниковий шлюз IoT DSGW-021 відповідає останньому стандарту Wi-Fi IEEE 802.11ac і функції LTE 4G. Він забезпечує безперервну високошвидкісну передачу даних на декілька пристроїв одночасно. Вбудований процесор 600 МГц забезпечує потужну обробку даних і підвищує ефективність бездротової передачі.

У той же час дводіапазонний синхронний дводіапазонний дизайн середньої потужності робить бездротові з’єднання більш гнучкими та стабільними, особливо для з’єднань на великі відстані. Загалом DSGW-021 призначений для домогосподарств середнього розміру зі зростаючим попитом на високошвидкісний Wi-Fi. Він також підтримує функції Bluetooth, zigbee, Z-Wave і може підключатися до пристроїв BLE.

Поширені запитання щодо стільникового Інтернету речей