物联网时代如何兼顾数据传输的效率与成本

作者：Larry Burgess 2015-10-28 11:10:27

云计算 在物联网时代，困扰应用开发者的一个重要问题就是如何在功率，覆盖范围，传输速率和成本之间找到那个微妙的平衡点。物联网的发展潜力很大，随着各路投资者的加入，我们会见到各种各样的解决方案，不过最后能活下来的还是那些更有用也更具性价比的产品。

过去25年来，无线标准发生了翻天覆地的变化，我们传递信息的方式也变的更加多样，传感器，相机和麦克风都可以将大量的数据同步到云端，在需要时又可以随时取用。正因如此，人们才不厌其烦的讨论物联网可能带来的好处。

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在物联网时代，困扰应用开发者的一个重要问题就是如何在功率，覆盖范围，传输速率和成本之间找到那个微妙的平衡点。

如果你在中西部地区的大型农场监控土壤数据，那么实时视频监控对你来说就没什么意义，你需要的是远程无线连接。如果你要为犯罪高发区域安装监控，那么高带宽才是王道。

在第二个例子中，你可以使用不同的方式来完成视频数据传输，你可以在摄像头上安装大功率发射机，然后直接通过移动基站获取视频信息，也可以通过电线杆上的少量Wi-Fi路由器将视频数据通过超高带宽链接直接发射给基站。

在空旷无人的森林中，火警和烟雾报警器又是如何工作的呢?这里可没有移动基站，更别说网线了。嘿嘿，这时就是低于1GHz的网状网络的天下了，它可以以极小的电力消耗完成大范围的信号覆盖。

物联网的发展潜力很大，随着各路投资者的加入，我们会见到各种各样的解决方案，不过***能活下来的还是那些更有用也更具性价比的产品。

全天候和全方位的连接

通过无线连接，我们可以在多台设备上访问云空间，这到底是如何做到的呢?

实话说，在现在的技术条件下，这真的是小菜一碟，可选的连接方式多了去了。下文中我就给大家列举了几种将传感器数据同步到云端的方式，想要对其中原理一探究竟的读者们，快跟我来吧。

通过网线连接

这是最简单的方式，它诞生于上世纪七八十年代，也是所有无线连接方式的鼻祖。传感器中会搭载一枚微处理器，负责处理搜集到的数据，随后再通过有线网络将数据上传。另外，该处理器还可以修改或更新传感器的某些功能。不过这种方式的限制性较大，因为不可能每个地方都有网线。

通过手机网络连接

手机网络紧随有线网络诞生，并在上世纪八十年代初期有了初步的发展。该网络也顺理成章的成为了***种得到广泛使用的无线网络。不过它的槽点也不少，首先，想要连接移动基站，传感器还是要通过网线连接手机或者在手机中植入专门的基带(成本很高);其次，上行无线发射机需要很大的功率支持;***，流量费会让人很肉疼。

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通过远程无线网络连接

早在1947年，监管部门就开放了许多免许可的无线频段，不过在当时那个年代这玩意根本无人问津，直到上世纪九十年代手机出现，人们才真正意识到它们的价值。2003年，902-928 MHz和2400-2483 MHz两个频段又成了新宠，供***的IEEE 802.15.4无线标准使用。

上文提到过的网状网络也使用这些频段，该网络由许多小型低功耗的无线设备组成，这些无线设备彼此高度相连，可将来自边缘区域的传感器数据汇集到一个集合点，而这些集合点都与云端相连。这样就保证了无线网络的覆盖范围。

通过无线路由器连接

我们熟知的802.11 Wi-Fi标准诞生于1997年，该标准使用2400-2483 MHz和5130-5835 MHz频段。这两个频段对普通人的无线生活影响至深，在家里，公司或公共场所，这类路由器都随处可见。

另外，还有一部分路由器较为专业，它们主要应用于工业和基础设施领域。只要插上网线，路由器就能连接到云端，事实上，在生活中无线路由器是人们享受云服务最主要的通道。

随着智能手机上Wi-Fi功能的出现，能直连路由器的传感器也诞生了。这就意味着只要在路由器信号覆盖范围之内，传感器就可以随时连接互联网，省去了连接移动基站的复杂过程。

通过手机连接

在现实生活中，有许多时候传感器并不需要连接无线路由器，手机就能搞定一切。这样，用户还能直接与传感器互动，获取他们所需的信息。另外，许多应用场景下并不需要远渡重洋传输数据，无线耳机就是其中一例。

这些数据传输可由蓝牙完成，它与Wi-Fi相同，均工作在2400-2483 MHz频段。该标准于1998年诞生，2003年它成了802.15.4标准的一部分，不过至今它还在继续发挥自己的光和热。

近日，技术人员们拿出了全新的低功耗蓝牙技术(BLE)，该技术功耗低，很适合速率较低或占空比较低的简单传感器。该技术为小型传感器的发展提供了强大的动力，那些原本需要无线网或手机网络的传感器(如各类智能手环)，现在可以直接与手机互动。

最近，技术人员还为传统的Wi-Fi路由器加入了蓝牙功能。这样一来，搭载BLE技术的传感器就可以直接通过路由器与云端相连，省去了连接手机这个环节。

上图的箭头已经多到让人头晕了，看起来复杂的要死，不过这也是个好事，因为随着各类无线标准的不断壮大，我们可以用更多的方式来推动物联网的发展了。

现状和未来

三十年前，手机的诞生开启了一场无线革命，大大地提高了我们的生活质量。世界上任何人都可以随时随地连接互联网，搜集或交换自己所需的信息，而从前，网线束缚的我们动弹不得。

多种无线标准共存并不是一件坏事，不过对选择困难症人群来说，找出哪种最适合还是有些困难，因为许多新标准还是在原地踏步，在功能上并没有什么实质性的突破。

所以，坏消息就是在选择无线标准问题上，你会越来越迷茫。而好消息就是随着市场竞争的加剧，消费者能得到价格上的实惠。总而言之，一切都还在进行时，物联网的发展依然任重道远。

本文的作者是来自Voler Systems公司的无线技术编辑Larry Burgess。

原文链接：http://www.36dsj.com/archives/35505