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在万物互联的未来,IOT与LOAR谁会成

来源:医疗车辆 时间:2022/10/18

物联网的快速发展对无线通信技术提出了更高的要求,专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计的LPWAN(low-powerWide-AreaNetwork,低功耗广域网)也快速兴起。NB-IoT与LoRa是其中的典型代表,也是最有发展前景的两个低功耗广域网通信技术。NB-IoT和LoRa两种技术具有不同的技术和商业特性,所以在应用场景方面会有不同。这里会针对二者的区别进行阐述,并且对各自适合的应用场景进行说明。

一、物联网IoT

IoT是InternetofThings的缩写,字面翻译是物体组成的因特网,准确的翻译应该为物联网。物联网(InternetofThings)又称传感网,简要讲就是互联网从人向物的延伸。物联网(InternetofThings)指的是将各种信息传感设备,如射频识别装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。其目的是让所有的物品都与网络连接在一起,方便识别和管理。

1、IoT基本功能和意义

IoT(InteroperabilityTest,互操作测试)是多厂商运营环境形成的技术基础。只有完成Iu接口的IoT,才能保证不同厂家的无线接入网与核心网互联互通,也只有完成Uu接口的IoT,才能保证每一款手机与无线接入系统之间的互联互通。从世界上已经完成的3G设备选型中可以看出,有一个非常明显的趋势就是,同一运营商大多选择二至三家厂商的设备,来组建自己的3G网络,形成多厂商设备的运营环境。所以,不同厂商之间的IoT(互操作测试)对3G时代就显得格外重要。IoT已经被摆在非常重要的战略地位,为此,信息产业部也特意组织所有参加信息产业部3G技术试验的系统厂家和手机厂家进行Uu/Iu接口的互操作IoT测试来验证各厂家系统之间和手机与系统之间的互通性。

IoT是一个持续的过程,众所周知,无线系统和手机的软件版本是在一定时间内需要进行版本升级以增加一些新的功能,所以IoT不是一次性测试就能解决所有问题的(特别是双方都要增加新功能的时候),所以IoT测试是一个长期的过程,诺基亚基于对WCDMAIoT的重视,所以特意投资率先在中国北京成立3GIoT试验室,并成立相应的IoT测试小组,此实验室是诺基亚全球IoT项目的一个分支,重点支持诺基亚与中国WCDMA系统厂商和手机厂商的IoT测试计划。

IoT也属于表的一种,只是它与堆表的区别仅仅是其中的数据按照主键已经进行排序了,并且表的逻辑结构与索引是相同的。可以说它既属于表,又有索引的结构。

既然它属于表,那么它当然也有建立索引的需求。由于它的索引的结构,比如说由于索引叶节点的分裂,行所在块可能会发生改变,因而建立在IoT上的索引和一般的索引的最大区别是它存的是IoT的行的逻辑地址,也就是UROWID,oracle用这个逻辑rowid来猜这个行所在的块,如果猜到了,那么这个urowid是正确的,否则它从这个地址向下遍历来找这条记录。

对普通表的数据访问通过索引(比如说很大的表取得很少的一部分纪录这种最普通的情况)访问数据大家都知道会加快,IoT也是这样的。比如说你的IoT表有a,b,c3列,主键是a,这个表是按照a的顺序存储的,现在你的where条件又有很多是通过b(或者c)来访问的,那么在b(或者c)上来建立索引和普通堆表也一样会更快地访问到想要的数据(虽说也有可能猜错)。如果你没建立索引,那么唯一的区的数据的方式只有全表扫描。

使用堆组织表时,必须为表和表主键上的索引分别留出空间。而IoT不存在主键的空间开销,因为索引就是数据,数据就是索引,二者已经合二为一。但是,IoT带来的好处并不止于节约了磁盘空间的占用,更重要的是大幅度降低了I/O,减少了访问缓冲区缓存(尽管从缓冲区缓存获取数据比从硬盘读要快得多,但缓冲区缓存并不免费,而且也绝对不是廉价的。每个缓冲区缓存获取都需要缓冲区缓存的多个闩,而闩是串行化设备,会限制应用的扩展能力)。

2、物联网IoT现状和前景

现状

物联网正在全面袭来,IT有事儿要做了。物联网(IoT)的根本思想是快速增长的连通性,尤其是通过互联网进行连接的各种各样的嵌入式传感器、设备及系统。IoT不仅包括现有的机器间通信,并延伸包括更多的分析及面向消费者的产品,从GoogleGlass到智能电器。

根据分析公司IDC的《物联网到年市场分析:数十亿台设备、上万亿美元》报告,年IoT技术及服务在全球的开支达到4.8万亿,到年这一数字将达到8.9万亿。IDC的统计数字包括了智能以及嵌入式系统、连接服务、基础设施、IoT定制平台、应用、安全、分析以及专业服务。

IDC预计到年底,IoT相关的设备总量大约为亿--这其中包括亿台自主安装的设备。如此海量的设备在很大程度上是由智能系统以及收集客户与企业应用之间产生的数据所驱动的。

ESG的高级分析师NikRouda说,当设备变得更丰富、连接无中断并彻底物联化,IoT技术将会在很多领域产生重大影响力。

NikRouda说,应用IoT的情况可能参差不齐,而且距离应用IoT可能还有很长的路要走,但趋势似乎越来越不可逆。很难想象无法通过IoT进行量化的活动以提供有意义的见解。

Rouda近期看到IoT技术在如下领域产生了影响:

医疗保健:包括活动监视器,比如FitBit、临床研究数据、应急响应以及居家高级护理。

运输业:包括对车辆位置及运行状况的地理及时间序列追踪。

食品和饮料:IoT可以用于对消费品进行全过程追踪:从加工、销售到质量、可贮存性检查。

前景

物联网(InternetofThings)指的是将各种信息传感设备,如射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等种种装置与互联网结合起来而形成的一个巨大网络。其目的是让所有的物品都与网络连接在一起,方便识别和管理。最近物联网的概念兴起有其背后的积极推动因素,从而使得市场形成了一个相对统一的预期:物联网市场至少有万亿以上的市场空间。首先,于年9月1日,中国移动董事长在台湾访问时提及物联网的发展及中国移动介入这一巨大市场的决心;之后,9月13日左右,工业和信息化部相关负责人发表讲话,我国传感网标准体系已形成初步框架,向国际标准化组织提交的多项标准提案被采纳,传感网标准化工作已经取得积极进展。经国家标准化管理委员会批准,全国信息技术标准化技术委员会组建了传感器网络标准工作组。互联网+物联网=智慧地球-大西洋彼岸的美国提出智慧地球的经济振兴战略。IBM认为建设智慧地球需要三个步骤:首先,各种创新的感应科技开始被嵌入各种物体和设施中,从而令物质世界被极大程度的数据化。第二,随着网络的高度发达,人、数据和各种事物都将以不同方式联入网络。第三,先进的技术和超级计算机则可以对这些堆积如山的数据进行整理、加工和分析,将生硬的数据转化成实实在在的洞察,并帮助人们做出正确的行动决策。对于目前市场的物联网概念,从短期看,具有炒作的成分,短期对相关公司的业绩不构成实质性影响;从长期来看,如果相关的牵头厂商能在国家的支持下在技术、市场方面扎扎实实持续做下去的话,那将带动包括电子元器件、信息设备、信息服务、信息软件及集成、3G通信服务等大信息产业的新一轮浪潮。目前A股市场上涉及物联网概念的公司有:远望谷、新大陆、厦门信达、大唐电信、东信和平、浪潮信息、浪潮软件、东方电子、海虹控股、上海贝岭、福日电子、华东科技等。

3、适用场合与好处

适用场合

(1)、完全由主键组成的表。这样的表如果采用堆组织表,则表本身完全是多余的开销,因为所有的数据全部同样也保存在索引里,此时,堆表是没用的。

(2)、代码查找表。如果你只会通过一个主键来访问一个表,这个表就非常适合实现为IOT.

(3)、如果你想保证数据存储在某个位置上,或者希望数据以某种特定的顺序物理存储,IOT就是一种合适的结构。

好处

·提高缓冲区缓存效率,因为给定查询在缓存中需要的块更少。

·减少缓冲区缓存访问,这会改善可扩缩性。

·获取数据的工作总量更少,因为获取数据更快。

·每个查询完成的物理I/O更少。

如果经常在一个主键或唯一键上使用between查询,也是如此。如果数据有序地物理存储,就能提升这些查询的性能。

二、低功耗广域物LOAR

一.LoRa:易于建设和部署的低功耗广域物联技术

LoRa的诞生比NB-IoT要早些,年8月,Semtech公司向业界发布了一种新型的基于1GHz以下的超长距低功耗数据传输技术(LongRange,简称LoRa)的芯片。其接受灵敏度达到了惊人的-dbm,与业界其他先进水平的sub-GHz芯片相比,最高的接收灵敏度改善了20db以上,这确保了网络连接可靠性。

它使用线性调频扩频调制技术,即保持了像FSK(频移键控)调制相同的低功耗特性,又明显地增加了通信距离,同时提高了网络效率并消除了干扰,即不同扩频序列的终端即使使用相同的频率同时发送也不会相互干扰,因此在此基础上研发的集中器/网关(Concentrator/Gateway)能够并行接收并处理多个节点的数据,大大扩展了系统容量。

图1.LoRa技术特点

线性扩频已在军事和空间通信领域使用了数十年,因为其可以实现长通信距离和干扰的鲁棒性,而LoRa是第一个用于商业用途的低成本实现。随着LoRa的引入,嵌入式无线通信领域的局面发生了彻底的改变。这一技术改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式,提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量、低成本的通讯系统。

LoRa主要在全球免费频段运行(即非授权频段),包括、、MHz等。LoRa网络主要由终端(内置LoRa模块)、网关(或称基站)、服务器和云四部分组成,应用数据可双向传输。如图2所示。

图2:LoRa网络架构

三、NB-IOTVSLoRa对比,他们终究还是相遇了

1,、后起之秀:NB-IoT技术

NB-IoT是一种3GPP标准定义的LPWA(低功耗广域网)解决方案,是旨在克服物联网主流蜂窝标准设置中功耗高和距离限制、采用授权频谱的技术之一。

NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,也被叫作低功耗广域网(LPWA)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。

2、NB-IoT具备四大特点:

一是广覆盖,将提供改进的室内覆盖,在同样的频段下,NB-IoT比现有的网络增益20dB,覆盖面积扩大倍;

二是具备支撑海量连接的能力,NB-IoT一个扇区能够支持10万个连接,支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构;

三是更低功耗,NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年;

四是更低的模块成本,企业预期的单个接连模块不超过5美元。

表1:NB-IoT与LoRa技术参数对比

3、功能及优点对比

LoRa技术因其各方面优良特性,在很久之前就获得无数拥趸。适逢华为和移动大力推动的NB-IOT技术席卷水气计量圈,在功耗和覆盖面等诸多水气行业

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