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無(wú)線智能照明控制系統(tǒng)的“無(wú)線”是如何實(shí)現(xiàn)的呢?

2021-07-02 11:22 上海熙枚物聯(lián)科技集團(tuán)有限公司

導(dǎo)讀:無(wú)線智能照明控制系統(tǒng)的“無(wú)線”是如何實(shí)現(xiàn)的呢?這就涉及到智慧城市建設(shè)當(dāng)中必備的通信技術(shù)了。

無(wú)線智能照明控制系統(tǒng)的“無(wú)線”是如何實(shí)現(xiàn)的呢?這就涉及到智慧城市建設(shè)當(dāng)中必備的通信技術(shù)了。

WiFi是我們平常接觸到較多的通信技術(shù),一般在公共場(chǎng)所都設(shè)有無(wú)線網(wǎng)絡(luò),基本上我們生活中能接觸到的電器及生活用品都被加入過(guò)WiFi模塊和支持App控制。WiFi技術(shù)研發(fā)門檻低、產(chǎn)品成本低,傳輸速度相對(duì)較快,且無(wú)需網(wǎng)橋就可以直接接入互聯(lián)網(wǎng)以及與手機(jī)無(wú)縫通信。然而WiFi的不足也是顯而易見(jiàn)的,除了芯片尺寸偏大、功耗過(guò)高、不穩(wěn)定性外,WiFi還會(huì)帶來(lái)安全性問(wèn)題。此外,局限于WiFi自身的特性,其接入方式的接入上限主要限制于WiFi路由器的節(jié)點(diǎn)數(shù)量(典型值為數(shù)十個(gè)節(jié)點(diǎn)),這對(duì)那些照明設(shè)備眾多的用戶來(lái)說(shuō),往往會(huì)忽略WiFi類產(chǎn)品。

在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中,除了WiFi外,通信技術(shù)包括RFID、NFC、ZigBee、Bluetooth、LoRa、NB-IoT、GSM、GPRS、3/4/5G網(wǎng)絡(luò)、Ethernet、RS232、RS485、USB等。相關(guān)的通信協(xié)議(協(xié)議棧、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn))包括Wi-Fi(IEEE 802.11b)、RFID、NFC、ZigBee、Bluetooth、LoRa、NB-IoT、CDMA/TDMA、TCP/IP、WCDMA、TD-SCDMA、TD-LTE、FDD-LTE、TCP/IP、HTTP等。

智慧路燈設(shè)備涉及到的通信協(xié)議有TCP、MQTT、NB、ZIGGBE、LORA、4G、PLC等。協(xié)議分多層,比如MQTT是應(yīng)用層的協(xié)議,TCP是傳輸層的協(xié)議等。

Zigbee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議,憑借領(lǐng)先的技術(shù)和性能優(yōu)勢(shì)成為智能照明控制領(lǐng)域的主流。這種技術(shù)具有近距離、低復(fù)雜度、自組織、低功耗、低數(shù)據(jù)速率等特點(diǎn),并提供數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權(quán)功能,采用AES-128加密算法,確保各個(gè)應(yīng)用中信息的安全性。適合用于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域,可以嵌入各種設(shè)備。

LoRa就是遠(yuǎn)距離無(wú)線電(Long Range Radio),是semtech公司創(chuàng)建的低功耗局域網(wǎng)無(wú)線標(biāo)準(zhǔn),它最大特點(diǎn)就是在同樣的功耗條件下比其他無(wú)線方式傳播的距離更遠(yuǎn),實(shí)現(xiàn)了低功耗和遠(yuǎn)距離的統(tǒng)一,它在同樣的功耗下比傳統(tǒng)的無(wú)線射頻通信距離擴(kuò)大3-5倍。LoRa技術(shù)被應(yīng)用在要求低功耗、遠(yuǎn)距離、大量連接的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中。

NB-IoT構(gòu)建于蜂窩網(wǎng)絡(luò),只消耗大約180kHz的帶寬,可直接部署于GSM網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)或LTE網(wǎng)絡(luò),以降低部署成本、實(shí)現(xiàn)平滑升級(jí)。NB-IoT技術(shù)具有覆蓋廣、連接多、速率快、成本低、功耗低、架構(gòu)優(yōu)等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用在定位追蹤,智能表計(jì)、照明、門鎖,智慧停車等領(lǐng)域。

基于NB-IoT技術(shù)的智慧道路照明控制系統(tǒng)架構(gòu),從上至下依次包括管理平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)(含NB-IoT網(wǎng)絡(luò)和IoT平臺(tái))和單燈(含單燈控制器,以及基于GIS系統(tǒng)的可視化管理方式),從而組成云、管、端協(xié)同發(fā)展的智慧照明系統(tǒng)。

MQTT(Message Queuing Telemetry Transport,消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸協(xié)議),是一種基于發(fā)布/訂閱(Publish/Subscribe)模式的輕量級(jí)通訊協(xié)議。MQTT最大的優(yōu)點(diǎn)在于可以以極少的代碼和有限的帶寬,為遠(yuǎn)程設(shè)備提供實(shí)時(shí)可靠的消息服務(wù)。做為一種低開銷、低帶寬占用的即時(shí)通訊協(xié)議,MQTT在物聯(lián)網(wǎng)、小型設(shè)備、移動(dòng)應(yīng)用等方面有廣泛的應(yīng)用。

TCP(TCP,Transmission Control Protocol)傳輸控制協(xié)議,是一種面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流的傳輸層通信協(xié)議。TCP旨在適應(yīng)支持多網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的分層協(xié)議層次結(jié)構(gòu)。連接到不同但互連的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的主計(jì)算機(jī)中的成對(duì)進(jìn)程之間依靠TCP提供可靠的通信服務(wù)。TCP假設(shè)它可以從較低級(jí)別的協(xié)議獲得簡(jiǎn)單的,可能不可靠的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)。

5G第五代移動(dòng)通信技術(shù),是最新一代蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)。5G的性能目標(biāo)是高數(shù)據(jù)速率、減少延遲、節(jié)省能源、降低成本、提高系統(tǒng)容量和大規(guī)模設(shè)備連接。主要應(yīng)用在AR/VR、車聯(lián)網(wǎng)、智能制造、智慧能源、無(wú)線醫(yī)療、無(wú)線家庭娛樂(lè)、聯(lián)網(wǎng)無(wú)人機(jī)、超高清/全景直播、個(gè)人AI輔助、智慧城市等場(chǎng)景。