January 29, 2019

您的智慧城市选择了正确的网络吗?

无线网络在智慧城市中的重要性,以及为什么LPWAN是显而易见的解决方案。

对于不熟悉的人来说,智慧城市的最终目标是在全球范围内发行所有“智慧”的项目,无论是小规模的项目还是迪拜和新加坡等一些真正大规模的综合项目 。 智慧城市旨在 使日常生活的大部分自动化,并广泛使用“物联网”(IoT),以帮助那些自动化系统真正了解物理世界中正在发生的事情:满出来的垃圾桶、拥挤的人行道和空空的冰箱。

如果您想了解更多信息,我恰好写了一篇有关此内容的文章。 请参考阅读。 我等你哦!

为什么要无线?

简而言之,没人会想住在公司服务器机架后面的混乱局面(或无限的电缆捆绑技术乌托邦)中。 如果您没有得到该参考,则需要去探索了解一下。 去离您最近的IT部门,询问“服务器后面的蓝色意大利面”。 他们将带您进行一次奇妙的旅程。

但是,实际上,即使是在小型智能城市中,也几乎没有物理方法可以连接百万物联网设备的设备。 每个路灯、路径上的每个压力板以及每个其他传感器或状态跟踪器都需要一根电线。

更糟糕的是,最有用的物联网设备需要附加到移动的东西上! 智慧城市需要跟踪单个垃圾箱和带轮垃圾箱、单个托盘和货物集装箱,甚至可能是冰箱中果汁的单个集装箱。

您能否将所有这些想象成有线网络的一部分? 我不认为地球在100年内会产生这么多的铜。

不是那么容易,仅将“无线”一词提出并不能解决问题。

这是对的。 有几个很好的理由说明标准的无线网络和协议也无法达到效果。

首先,标准无线网络的范围非常短。 在最佳条件下,Wi-Fi发射器必须位于接收器一百英尺以内。 4G可以在大约理想的条件下工作约16英里。 问题是,现代城市离无线网络的“理想条件”还有差距。 除非每个房屋、每个小型企业和每个大型建筑物的每个楼层都配备“公民基础设施路由器”,否则它永远无法工作。 为此,添加的网络将大大增加一个称为数据冲突的问题!

其次,标准的无线解决方案消耗的功率太多。 用于智慧城市的物联网设备必须小巧、无需维护,并且至少两次充电之间至少要“正常工作”数月。 理想情况下,它们会工作一年左右,然后被回收或更换。 想象一下,在两次充电之间,您的手机在连接Wi-Fi或4G时将使用一年的电量! 这不是特斯拉正在为这些300磅电池制造的。

第三,标准的Wi-Fi网络没有配置为一次处理数千个不同的设备(或4G处理数十万个设备),即使网络限于当前大小,这也是每个节点必须处理的内容。 大多数物联网设备都不足够“智能”以检查其数据包是否通过,因此每次发生“数据冲突”或设备22394均未连接,由于它在资源队列中排在第三位,数据只会丢失。

那么,这是否意味着无线不是答案? 不。

一点也不。 无线是解决此问题的唯一实用方法,它是智慧城市实际使用的解决方案。 他们只是没有使用4G甚至5G或Wi-Fi。 他们正在使用低功耗广域网(LPWAN)将整个城镇和主要城市的整个区域连接到物联网(IoT)专用无线网络。 令人惊讶的是,他们也以实用、低维护和商业上可行的方式进行操作!

LPWAN连接着未来的智慧城市。 我们怎么知道? 因为我们今天在做这份工作。 发展大规模LPWAN解决方案的城市面临着数据冲突的问题。 MXC极域通过将区块链合并到LoRAWAN解决方案中来解决这项问题,因此我将以其为首要例子。

首先来看一下:“实用性”

实用性可以细分为三部分:

第一,真实大型物联网网络的必要性。 事实证明,LPWAN网络可在覆盖数十平方英里的网络上可靠地连接IoT设备,并且随着技术的成熟,潜在的覆盖规模正在稳步增长。

第二,数据冲突的问题。 LoRAWAN / MXC极域协议组合轻松解决了此问题。 它从一开始就集成了最先进的数据冲突保护功能,以一种复杂而平衡的方式管理不同物联网流量的优先级,从而延迟了一些信号而不是丢失它们。 至于如何选择要延迟的信号,我在“商业可行性”下进行了介绍。本质上,它可以利用网络资源获利,允许用户设置自己的数据优先级。

第三,安全性。 它通过提供在不同人拥有的支持LPWAN的设备之间传递的M2M通信的完整分类帐,这是区块链技术方面变得越来越重要的一部分。 当然,如今正在开发的大多数系统,其网络上的所有数据也都进行了加密。

更重要的是,其中一些开发中的解决方案支持与物联网设备的双向连接。 这样的系统可以跟踪丢失的数据包并发送“重新发送”命令。 它还可以重新安排各个设备的传输时间表,以长期解决网络上的高峰需求。 请注意,系统本身是这样做的,而不是由操作人员组成的部队。

这项技术如何实现“低维护”?

这很大程度上取决于功率要求。 所有LPWAN解决方案的功耗都大大低于Wi-Fi或4G解决方案。 它们在设计时就考虑到了IoT,并支持成千上万个离散设备的网络,这些设备一次最多可以维持10年的运行。 即使网络本身没有变得更加有效,每一代物联网设备的功率效率也有所提高,并且承担的费用更大。 结果,这是一个少见的解决方案示例,它将随着时间变得越来越好!

下一代系统中一些网络基础设施由第三方进行商业处理。 这些运营商保持网络正常运行,以保持其收入流(并通常运行其自己的IoT设备)。 下面有更多内容。

现在最困难的部分是“商业上的可行性”

这是真正令人印象深刻的地方。 下一代系统中有一部分具有真正的创新商业意义。 我将再次引用技术上较为适用的主要例子之一:MXC极域协议白皮书。

我们的系统使用区块链在共享的LPWAN网络中通过M2M交易货币化。 MXC极域协议使用MXC极域(一种实用通证)以便为使用IoT设备最方便的LPWAN网络付费。 也不一定是最接近的。 这些网络覆盖了城市或乡村的广阔地带,并且您的设备可能随时处于两个或更多集线器的范围内。

因此,在这种LPWAN共享经济中,每个IoT设备的数据传输都附有一种“竞价”。 假设用户A愿意支付一分钱的1/100费用来优先获得数据。 用户B“竞价” 一分钱的1/500,而用户C则出价一分钱的1/20为真正的高优先级数据,如命令打开门或者人类面临的其他问题。 如果所有三个设备都同时要求有限的网络容量,则协议先发送高优先级数据(用户C),然后发送第二高优先级数据,然后发送第三高优先级数据。 每个人都可以控制其数据的优先级,并且仅在需要时才支付优先级。

当优先权价格过高时,这意味着打开新网络会有所收益! 系统对自身进行调节,而对网络的需求却在增加、供应也在增加。

因此,现在您了解了为什么使用区块链进行数据安全性和货币化的低功耗广域网是全球一些最新的智慧城市项目的首选解决方案。 对于业界和对于诸如MXC极域协议之类的解决方案来说,这是激动人心的时刻。

我迫不及待想看看今年会发生什么!

Mitch Horst