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Wi-Fi 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)

張麗 ? 2023-01-04 11:17 ? 次閱讀
關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)(IoT) 和更專(zhuān)業(yè)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)的發(fā)展,已有大量文章。IIoT 是即將到來(lái)的所謂第四代工業(yè)革命的驅(qū)動(dòng)因素。在所謂的工業(yè) 4.0的愿景中做出了許多承諾。簡(jiǎn)而言之,它保證了先前工業(yè)革命和信息革命的無(wú)縫結(jié)合。工業(yè) 4.0將互聯(lián)網(wǎng)幫助實(shí)現(xiàn)的效率從信息技術(shù) (IT) 世界帶入運(yùn)營(yíng)技術(shù) (OT) 領(lǐng)域。更簡(jiǎn)單地說(shuō),這是一個(gè)以批量生產(chǎn)成本將定制產(chǎn)品交付給消費(fèi)者的世界。當(dāng)然,利用互聯(lián)網(wǎng)的力量并非沒(méi)有挑戰(zhàn)。與互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的所有壞事——僵尸網(wǎng)絡(luò)、勒索軟件、加密貨幣挖掘惡意軟件、拒絕服務(wù)攻擊——都伴隨著所有積極因素。

毫無(wú)疑問(wèn),要實(shí)現(xiàn)最新一輪工業(yè)革命的承諾,還有很多問(wèn)題需要解決。增材制造設(shè)備人工智能(AI) 驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人技術(shù)、數(shù)字雙胞胎和 IIoT 等新興技術(shù)正在推動(dòng)我們走向以大規(guī)模生產(chǎn)成本進(jìn)行按需產(chǎn)品定制的世界。那么,障礙是什么?正在采取哪些措施來(lái)消除這些障礙?

這場(chǎng)革命的一個(gè)基本要素是無(wú)縫通信。通過(guò)無(wú)縫通信,數(shù)據(jù)可以輕松地流入和流出客戶、業(yè)務(wù)系統(tǒng)和制造設(shè)備。雖然今天的互聯(lián)網(wǎng)在前端幫助縮小了客戶、供應(yīng)商和內(nèi)部業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的差距,但許多組織正在努力在幕后邁出類(lèi)似的步伐。由于存在大量潛在的物聯(lián)網(wǎng)端點(diǎn),從成本或基礎(chǔ)設(shè)施的角度來(lái)看,有線網(wǎng)絡(luò)是不可行的。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)——尤其是對(duì)于工廠等面積較大的設(shè)施——是一種高效但并不總是可靠的方法來(lái)將此類(lèi)生產(chǎn)設(shè)施聯(lián)網(wǎng)。

至少在理論上,無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)是解決大面積網(wǎng)絡(luò)中遇到的問(wèn)題的一種經(jīng)常受到稱(chēng)贊的解決方案。從歷史上看,許多多跳網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)實(shí)施的現(xiàn)實(shí)是它們?cè)馐芨哐舆t和低吞吐量的困擾。特別是隨著網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加。板載 RAM 內(nèi)存的數(shù)量是決定網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)可以擴(kuò)展到多大的關(guān)鍵因素。每個(gè)設(shè)備都保存著一種網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)地圖——有時(shí)稱(chēng)為路由表。網(wǎng)絡(luò)中的更多設(shè)備意味著需要跟蹤更多設(shè)備之間的關(guān)系,因此存在內(nèi)存限制。

然而,在過(guò)去十年中,網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷成熟。事實(shí)上,IEEE 在 2012 年將無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)修正案 (802.11s) 納入其 802.11(又名 Wi-Fi)無(wú)線規(guī)范中可能會(huì)讓人感到意外。此外,谷歌 Wi-Fi 路由器等產(chǎn)品使用 802.11s 來(lái)提供這是網(wǎng)格功能。今年晚些時(shí)候,嵌入式平臺(tái)開(kāi)發(fā)商Particle.io將向市場(chǎng)推出一系列網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)平臺(tái)。

網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)通常由三種類(lèi)型的設(shè)備組成:

  1. 端點(diǎn):這些設(shè)備向中繼器發(fā)送數(shù)據(jù)或從中繼器接收數(shù)據(jù)。它們不參與網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)上其他設(shè)備之間的消息傳輸。機(jī)器和傳感器是端點(diǎn)的例子。
  2. 中繼器:這些設(shè)備與多個(gè)端點(diǎn)、中繼器和網(wǎng)關(guān)進(jìn)行動(dòng)態(tài)通信。如果它們本身有傳感器或執(zhí)行器,它們本身也可以是端點(diǎn)。他們主要負(fù)責(zé)在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中有效地移動(dòng)數(shù)據(jù)。
  3. 網(wǎng)關(guān):網(wǎng)關(guān)是充當(dāng)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)外部網(wǎng)絡(luò)之間回程的設(shè)備。他們的回程可以使用任意數(shù)量的通信方法,包括 Wi-Fi 或任意數(shù)量的蜂窩數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。

在非網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施中,如果與互聯(lián)網(wǎng)的回程連接中斷,物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需要回調(diào)到 Web 服務(wù)器以在設(shè)備之間傳遞數(shù)據(jù),那么沒(méi)有設(shè)備可以相互通信。但是有了網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò),設(shè)備可以在沒(méi)有互聯(lián)網(wǎng)連接的情況下繼續(xù)運(yùn)行。這有助于使網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)成為優(yōu)先考慮地理本地可用性的應(yīng)用程序(例如工廠或其他工業(yè)設(shè)施)的更安全、更可靠的選擇。

現(xiàn)在就這些了,但請(qǐng)記得回來(lái)查看本博客系列的第二部分和第三部分。在第 2 部分中,我們將討論RESTful API 和跨物聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)數(shù)據(jù)。第三部分將重點(diǎn)關(guān)注邊緣計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)

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