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那些來自傳感器的數據都是如何上傳至雲端的?

那些來自傳感器的數據都是如何上傳至雲端的?

  【編者按】本文的作者是來自Voler Systems公司的無線技術編輯Larry Burgess。

  過去25年來,無線標準發生了翻天覆地的變化,我們傳遞信息的方式也變的更加多樣,傳感器,相機和麥克風都可以將大量的數據同步到雲端,在需要時又可以隨時取用。正因如此,人們才不厭其煩的討論物聯網可能帶來的好處。

  在物聯網時代,困擾應用開發者的一個重要問題就是如何在功率,覆蓋範圍,傳輸速率和成本之間找到那個微妙的平衡點。

  如果你在中西部地區的大型農場監控土壤數據,那麼實時視頻監控對你來說就沒什麼意義,你需要的是遠程無線連接。如果你要為犯罪高發區域安裝監控,那麼高帶寬才是王道。

  在第二個例子中,你可以使用不同的方式來完成視頻數據傳輸,你可以在攝像頭上安裝大功率發射機,然後直接通過移動基站獲取視頻信息,也可以通過電線杆上的少量Wi-Fi路由器將視頻數據通過超高帶寬鏈接直接發射給基站。

  在空曠無人的森林中,火警和煙霧報警器又是如何工作的呢?這裡可沒有移動基站,更別說網線了。嘿嘿,這時就是低於1GHz的網狀網絡的天下了,它可以以極小的電力消耗完成大範圍的信號覆蓋。

  物聯網的發展潛力很大,隨着各路投資者的加入,我們會見到各種各樣的解決方案,不過最後能活下來的還是那些更有用也更具性價比的產品。

   全天候和全方位的連接

  通過無線連接,我們可以在多台設備上訪問雲空間,這到底是如何做到的呢?

  實話說,在現在的技術條件下,這真的是小菜一碟,可選的連接方式多了去了。下文中我就給大家列舉了幾種將傳感器數據同步到雲端的方式,想要對其中原理一探究竟的讀者們,快跟我來吧。

  通過網線連接

那些來自傳感器的數據都是如何上傳至雲端的?

  這是最簡單的方式,它誕生於上世紀七八十年代,也是所有無線連接方式的鼻祖。傳感器中會搭載一枚微處理器,負責處理搜集到的數據,隨後再通過有線網絡將數據上傳。另外,該處理器還可以修改或更新傳感器的某些功能。不過這種方式的限制性較大,因為不可能每個地方都有網線。

  通過手機網絡連接

那些來自傳感器的數據都是如何上傳至雲端的?

  手機網絡緊隨有線網絡誕生,並在上世紀八十年代初期有了初步的發展。該網絡也順理成章的成為了第一種得到廣泛使用的無線網絡。不過它的槽點也不少,首先,想要連接移動基站,傳感器還是要通過網線連接手機或者在手機中植入專門的基帶(成本很高);其次,上行無線發射機需要很大的功率支持;最後,流量費會讓人很肉疼。

  通過遠程無線網絡連接

那些來自傳感器的數據都是如何上傳至雲端的?

  早在1947年,監管部門就開放了許多免許可的無線頻段,不過在當時那個年代這玩意根本無人問津,直到上世紀九十年代手機出現,人們才真正意識到它們的價值。2003年,902-928 MHz和2400-2483 MHz兩個頻段又成了新寵,供最新的IEEE 802.15.4無線標準使用。

  上文提到過的網狀網絡也使用這些頻段,該網絡由許多小型低功耗的無線設備組成,這些無線設備彼此高度相連,可將來自邊緣區域的傳感器數據彙集到一個集合點,而這些集合點都與雲端相連。這樣就保證了無線網絡的覆蓋範圍。

  通過無線路由器連接

那些來自傳感器的數據都是如何上傳至雲端的?

  我們熟知的802.11 Wi-Fi標準誕生於1997年,該標準使用2400-2483 MHz和5130-5835 MHz頻段。這兩個頻段對普通人的無線生活影響至深,在家裡,公司或公共場所,這類路由器都隨處可見。

  另外,還有一部分路由器較為專業,它們主要應用於工業和基礎設施領域。只要插上網線,路由器就能連接到雲端,事實上,在生活中無線路由器是人們享受雲服務最主要的通道。

  隨着智能手機上Wi-Fi功能的出現,能直連路由器的傳感器也誕生了。這就意味着只要在路由器信號覆蓋範圍之內,傳感器就可以隨時連接互聯網,省去了連接移動基站的複雜過程。

  通過手機連接

那些來自傳感器的數據都是如何上傳至雲端的?

  在現實生活中,有許多時候傳感器並不需要連接無線路由器,手機就能搞定一切。這樣,用戶還能直接與傳感器互動,獲取他們所需的信息。另外,許多應用場景下並不需要遠渡重洋傳輸數據,無線耳機就是其中一例。

  這些數據傳輸可由藍牙完成,它與Wi-Fi相同,均工作在2400-2483 MHz頻段。該標準於1998年誕生,2003年它成了802.15.4標準的一部分,不過至今它還在繼續發揮自己的光和熱。

  近日,技術人員們拿出了全新的低功耗藍牙技術(BLE),該技術功耗低,很適合速率較低或占空比較低的簡單傳感器。該技術為小型傳感器的發展提供了強大的動力,那些原本需要無線網或手機網絡的傳感器(如各類智能手環),現在可以直接與手機互動。

  最近,技術人員還為傳統的Wi-Fi路由器加入了藍牙功能。這樣一來,搭載BLE技術的傳感器就可以直接通過路由器與雲端相連,省去了連接手機這個環節。

  上圖的箭頭已經多到讓人頭暈了,看起來複雜的要死,不過這也是個好事,因為隨着各類無線標準的不斷壯大,我們可以用更多的方式來推動物聯網的發展了。

   現狀和未來

  三十年前,手機的誕生開啟了一場無線革命,大大地提高了我們的生活質量。世界上任何人都可以隨時隨地連接互聯網,搜集或交換自己所需的信息,而從前,網線束縛的我們動彈不得。

  多種無線標準共存並不是一件壞事,不過對選擇困難症人群來說,找出哪種最適合還是有些困難,因為許多新標準還是在原地踏步,在功能上並沒有什麼實質性的突破。

  所以,壞消息就是在選擇無線標準問題上,你會越來越迷茫。而好消息就是隨着市場競爭的加劇,消費者能得到價格上的實惠。總而言之,一切都還在進行時,物聯網的發展依然任重道遠。(老呂IO)

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