業(yè)務背景:隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的快速發(fā)展,正越來越多地在農(nóng)業(yè)、工業(yè)、樓宇、資產(chǎn)跟蹤、智能計量和智慧城市等多個領域中得到應用。物聯(lián)網(wǎng)應用有其特定的要求,例如距離、數(shù)據(jù)速率、低功耗、有效凈荷長度和成本效益等。
不過,對于某些領域的應用,距離、速率、功耗等這些要求都會有所不同,很難通過一種特定的技術來滿足所有應用的要求,例如:在無線通信領域,想要降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r延,往往需要提高傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率,但是數(shù)據(jù)速率也并非越高越好,速率越高信號就越容易產(chǎn)生衰減,導致傳輸距離就會變短。
相反,如果想要更廣的信號覆蓋,就需要降低信號傳輸?shù)乃俾驶蛘咛岣咝盘柊l(fā)射的功率,但是功率的提高又會帶來功耗的增加。還有,很重要的一點就是頻譜資源,頻譜資源是有限的,非常珍貴,通常由國家嚴格管理。傳輸速率的提高往往也會消耗更多的頻譜資源,想要傳輸更多的上行數(shù)據(jù),就需要犧牲一點下行資源,相反亦然。所以,如何管理、利用好資源來傳輸更多的應用數(shù)據(jù)也極其關鍵。
不同應用場景需求不同
對于覆蓋范圍和電池壽命比較敏感的應用,如智慧農(nóng)業(yè),在對溫度、濕度、光照等環(huán)境參數(shù)采集時,我們不需要太實時的關注這些采集數(shù)據(jù),通常只要幾十分鐘內(nèi)能感知到就行,更關注的是設備的電池壽命,傳輸距離以此來減少我們的布網(wǎng)成本。這個時候,我們就需要有一套能滿足這種應用的廣覆蓋、低功耗、低成本的系統(tǒng)。
對于設備控制敏感的應用,如工業(yè)或者電網(wǎng)系統(tǒng)的智能表具控制,通常需要非常實時的控制或者采集數(shù)據(jù),時延在秒級以內(nèi)。這個時候就要提高數(shù)據(jù)速率跟實時監(jiān)聽下行數(shù)據(jù), 因此需要犧牲功耗跟覆蓋范圍來滿足低時延的要求,所以就需要有對時延、上下行資源嚴格控制的系統(tǒng)來滿足這種應用。
對于成本敏感的應用,如物流托盤資產(chǎn)管理/貨物跟蹤場景,通常我們只關心貨物在不在,在哪里,并不需要對其有任何控制,設備的電量需要有一定的保障,最主要的成本需要非常低,成本效益極其關鍵,這個時候我們就可以犧牲掉下行資源來達到極低的功耗跟硬件成本。
對于設備量、數(shù)據(jù)量敏感的應用,如果智慧城市、智慧園區(qū)的布網(wǎng)中需要很多的傳感器設備如溫度、濕度、水壓、水流、煙感等,設備量往往比較多;數(shù)據(jù)傳輸?shù)念l率也比較高,有可能幾分鐘就需要傳輸一次上行數(shù)據(jù),對下行控制的需求也不會太頻繁。這時候就需要一套系統(tǒng)能合理的管理數(shù)據(jù)的傳輸、降低數(shù)據(jù)沖突的概率,并且保證數(shù)據(jù)的可靠性、安全性。
因此,我們需要有不同的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議來實現(xiàn)物聯(lián)設備更順暢的通信?；诖?縱行科技推出了5大物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議。本文將分別介紹各個ZETA協(xié)議的特點,以幫助大家選擇哪種協(xié)議更適合您的物聯(lián)網(wǎng)項目。
ZETA-P (Panging):Mesh自組網(wǎng)、低時延、基于Alopha協(xié)議設計、遠程批量升級。
ZETA-S (Time Synchronized Multi-hop):Mesh自組網(wǎng)、TDM系統(tǒng)、低碰撞率、遠程批量升級。
ZETA-G(taG):僅單向上行、極低成本。
ZETA-C(Controlling):Mesh自組網(wǎng)、下行鏈路優(yōu)先、具有多播、輪詢功能、遠程批量升級。
ZETA-H(High Data Rate):Mesh自組網(wǎng)、大幀數(shù)據(jù)傳輸、資源調度、遠程批量升級。
5種ZETA協(xié)議詳情介紹
01 ZETA-P協(xié)議
接入網(wǎng)絡:模塊將在訪問網(wǎng)絡時選擇最佳的AP路由。
網(wǎng)絡自愈:網(wǎng)絡不穩(wěn)定的網(wǎng)絡設備將自動優(yōu)化其路由。
數(shù)據(jù)上行:只要產(chǎn)生數(shù)據(jù),就立即發(fā)送。
數(shù)據(jù)下行: 兩種接收下行模式,ACK下行:僅在上行傳輸后接收數(shù)據(jù),省電模式;實時下行:始終從云上接收數(shù)據(jù),功耗高。
樹狀拓撲:低功率網(wǎng)狀中繼可以建立最多4跳樹式網(wǎng)絡。
02 ZETA-S協(xié)議
接入網(wǎng)絡:模塊將在訪問網(wǎng)絡時選擇最佳的AP路由,入網(wǎng)成功后獲取工作時隙跟頻率。
網(wǎng)絡自愈:網(wǎng)絡不穩(wěn)定的網(wǎng)絡設備將自動優(yōu)化其路由。
數(shù)據(jù)上行:模塊在分配的時隙和分配的工作頻率下傳輸數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)下行: 兩種接收下行模式,ACK下行:僅在上行傳輸后開啟接收下行時隙接收數(shù)據(jù),省電模式;實時下行:在指定時間內(nèi)從云接收數(shù)據(jù)(時間在服務器上可配置)。
樹狀拓撲:低功率網(wǎng)狀中繼可以建立最多3跳樹式網(wǎng)絡。
03 ZETA-G協(xié)議
接入網(wǎng)絡:在服務器上進行數(shù)據(jù)合法性校驗。
數(shù)據(jù)上行:模塊在信道監(jiān)聽后發(fā)送數(shù)據(jù)(如果有多個AP,則接收多個數(shù)據(jù))MS只用于發(fā)送數(shù)據(jù),AP只用于接收數(shù)據(jù)。
04 ZETA-H協(xié)議
接入網(wǎng)絡:模塊將在訪問網(wǎng)絡時選擇最佳的AP路由,入網(wǎng)成功后獲取工作時隙跟頻率。
網(wǎng)絡自愈:網(wǎng)絡不穩(wěn)定的網(wǎng)絡設備將自動優(yōu)化其路由。
數(shù)據(jù)上行:資源調度,模塊需要發(fā)送上行數(shù)據(jù)時需要向AP進行資源請求,由AP完成資源調度,分配空口資源后才能上行。
數(shù)據(jù)下行: 尋呼下行降低功耗。
樹狀拓撲:低功率網(wǎng)狀中繼可以建立最多2跳樹式網(wǎng)絡。
05 ZETA-C協(xié)議
接入網(wǎng)絡:模塊將在訪問網(wǎng)絡時選擇最佳的AP路由,入網(wǎng)成功后獲取工作時隙跟頻率。
網(wǎng)絡自愈:網(wǎng)絡不穩(wěn)定的網(wǎng)絡設備將自動優(yōu)化其路由。
數(shù)據(jù)上行:主動上行:模塊在分配的時隙和分配的工作頻率上傳輸數(shù)據(jù)。(較高延時)
輪詢反饋:輪詢指令后立即上行,頻率資源由AP調度。(極低時延)
數(shù)據(jù)下行: 具有連續(xù)的接收下行窗口,實時從云上接收數(shù)據(jù)。(極低時延)
樹狀拓撲:網(wǎng)狀中繼最多可以建立2跳樹式網(wǎng)絡。
5種ZETA協(xié)議參數(shù)指標
不同場景協(xié)議應用示例
智慧農(nóng)業(yè)
在農(nóng)業(yè)中,傳感器設備需要較長的電池壽命。對于環(huán)境的變化通常不需要很實時,如溫度、濕度的變化幾十分鐘或幾個小時更新一次都可以接受,通常這些數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量都比較小,并且不需要很實時的下行控制,ZETA-P是很不錯的選擇。
智慧城市
在智慧城市的建設中,溫度、濕度、水流、水質、漏水傳感器設備也發(fā)揮著重要的作用,這些檢測告警需要較實時地通知到管理部門及時響應,通常需要半小時左右上報一次數(shù)據(jù)。因此,對于設備量較多、單次上報數(shù)據(jù)量不大的場景,ZETA-S是個很好的選擇。
智慧工業(yè)
在工業(yè)領域中,對機械設備進行實時監(jiān)控,進行預測性維護可防止生產(chǎn)線意外停機,避免造成較大損失。如果您需要采集邊緣AI的原始數(shù)據(jù)(如設備振動數(shù)據(jù)),這些數(shù)據(jù)通常較大(幾十K或幾百K),并且需要保證數(shù)據(jù)的準確性,ZETA-H可以滿足這種應用需求。
智能電網(wǎng)
在電網(wǎng)系統(tǒng)中,通常需要對各種表具進行實時的數(shù)據(jù)采集及控制。由于設備通常接著市電,功耗的要求不高,ZETA-C的下行時延極低,可以很好的滿足這種需求。
物流托盤資產(chǎn)管理/跟蹤
目前,物流管理中需要跟蹤托盤,以確定貨物的位置和狀況。在此場景中,設備成本和電池壽命是用戶最關心的。ZETA-G可以很好地滿足這種需求,物流公司可以搭建自己的倉網(wǎng)來管理資產(chǎn)。同時,低成本的物流標簽也可以配合縱行科技的高速公路網(wǎng)來實現(xiàn)貨物的跟蹤。
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