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思想领袖星期四:物联网 - 价值和波浪

它似乎昨天事实上,它在10多年前,我正在研究与基于第一筹码和设备相关的产品开发项目Zigbee.用于家庭自动化应用。bob电竞官方当时,ZigBee被认为是一种低成本、低功耗、无线传感器网络技术,用于无线控制和监控应用。bob电竞官方在为客户进行早期项目时,“物联网(IoT)”这个术语还没有被使用。

物联网的概念是并行发展的,很可能是由凯文·阿什顿1999年在Procter&Gamble(P&G)的演示期间,他将P&G在P&G的供应链中的射频识别(RFID)的想法联系起来给当时的Internet的红热门话题。回到Zigbee,它的演变已经很重要,现在我们有案例研究,就像拉斯维加斯的Arial Hotel。在Arial Hotel,4,300间客房含有70,000个支持70,000个ZigBee的设备,无缝和无线地为客人提供完全控制温度,门锁,窗帘等室内系统。今天的ZigBee联盟正在推动ZigBee作为IOT的全球无线标准基础。

IOT概念多年来发展,是指具有嵌入式电子,软件,传感器和连接的唯一可识别的物体或“东西”网络,以使对象能够交换数据。这些连接可以是机器到机器(M2M)或设备,反之亦然。通过此框架,IOT可以被视为涵盖许多技术(无线和有线)的伞,其中数十亿连接的设备与广泛的应用和服务相关。bob电竞官方其中一些应用程序使用智能城市bob电竞官方,智能农业或智能会议的“智能”一词,并且由于潜在的巨大产生了有价值的数据,IOT也与大数据有关。

3波和物联网价值

一个Gartner发布了一篇有趣的新闻稿预计今年将有49亿个联网“东西”在使用,而到2020年,这个数字将增长到250亿个。此外,它还指出,消费者应用程序将推动连接事物的数量,而企业将bob电竞官方占收入的大部分。从行业角度来看,制造业、公用事业和交通运输是今年使用物联网的三大垂直行业。

让我们现在谈谈波浪!始于爱立信预测的“物联网”,始于虽然预测了3个波的开发连接的设备。第一波是联网消费电子产品,第二个是网络行业,第三个是网络社会/一切都是我们开始谈论“一切互联网”的地方。

那么IoT业务价值怎么样?自IoT已成为强大的流行语以来,我已经看到一些公司在其营销活动中使用IoT获得牵引力。另一方面,我已经看到了其他有特定策略的公司将IoT作为新的收入流。显而易见的是,物联网是一个广泛和零散的市场。如果有人想要开发或评估物联网产品或解决方案的价值,则需要查看此类产品如何在IOT值链中添加价值并拟合。从芯片和模块元素到业务解决方案,位于链条上部的供应商正在为垂直市场提供解决方案。

image1.
由爱立信(左)和IoT值链(右)预测的3波的连接设备开发。

IOT的电磁波和通信

携带物联网数据的电磁(EM)波浪和字段呢?虽然IOT不承担一种特定的通信技术,但无线通信技术正在发挥重要作用。小型,经济高效,低功耗的传感器或设备将IOT带到安装在任何环境中的最小物体。这种无线设备可以是电池操作的并且包括无线模块和天线,以将所感测的数据(例如温度)发送到网络或云。设计和开发IOT设备的工程师正在使用EM仿真工具Feko.在设计过程的早期阶段推出更多创新产品,同时确保在参数方面符合规范,如无线电覆盖、电池寿命和电磁兼容性(EMC)。

EMC与当存在其他电子设备时设备的适当操作有关。换句话说,该装置应该在不产生可能扰乱其他设备和设备的干扰的情况下免疫到一定水平的外部干扰。另一个关键方面是确保设备将在真实环境中正确地工作并有效地沟通。有各种各样的环境,例如冰箱上的无线传感器或可穿戴设备,其中通常需要用天线模拟设备,包括人体模型,以确保当安装在主体上时设备将适当地通信。另一个例子是与之沟通rfid.-仓库环境中启用的项目或“东西”。

用于ZigBee的印刷电路板(PCB)上的模拟表面电流,用于分析潜在的EMC问题(左)并模拟安装在仓库环境中的叉车上的RFID天线的近场辐射,分析可能出现通信问题的盲区(右)。
用于ZigBee的印刷电路板(PCB)上的模拟表面电流,用于分析潜在的EMC问题(左)并模拟安装在仓库环境中的叉车上的RFID天线的近场辐射,分析可能出现通信问题的盲区(右)。

机电传感器也是物联网设备内的重要零件。EM仿真工具,就像jmag.,用于机电元件的设计。例如,随着最近电子设备和家用电器功能的改进,磁传感器被用于非接触式传感。一个例子是一个传感器,用于检查门是打开还是关闭。这种传感器使用一个磁铁和一个传感元件。当磁体靠近感应元件时,感应场发生显著变化,并以此变化来决定和控制门的开启和关闭。

图像3.
磁传感器,具有磁体和传感元件(左)和模拟磁通密度的磁体(右)。

到目前为止,我们一直在围绕物联网设备的设计和分析或在实际使用场景中安装时的EM仿真进行讨论。但还有更多。在物联网物理层的更高层次上,工程师对系统级的性能感兴趣。这里是工具VisSim /通讯正为物联网链增加价值,因为它们允许快速建模和模拟端到端物联网通信系统,并估计它们在各种信道条件下的性能。这将导致硬件原型的减少,设计周期的缩短,以及总体上更好的系统设计。一个例子是对US 915mhz频带ZigBee通信链路的模拟,其中可以模拟误码率(BER),误码率是用于评估从一个位置向另一个位置传输数字数据的系统的关键参数。误码率是通过计算数据串中的误码率来量化承载数据的信道。

用于仿真的图915 MHz ZigBee通信链路图。通过在不同信号处的模拟到噪声水平,该图产生链路的BER曲线。
用于仿真的图915 MHz ZigBee通信链路图。通过在不同信号处的模拟到噪声水平,该图产生链路的BER曲线。

总之

我认为物联网是一个分散的市场,它一直在成长和发展。它是许多无线技术的保护伞,涵盖了一系列广泛的应用程序以及针对特定垂直市场的解决方案。bob电竞官方物联网对牵牛星来说并不新鲜。越来越多的客户正在开发创新物联网产品,使用我们领先的电磁仿真工具和系统级建模解决方案,如FEKO和VisSim,用于通信系统。随着科技的不断进步,未来肯定会有更多的“东西”被连接起来。物联网是理解我们如何与技术沟通的门户,以及技术如何为我们提供关于一切的更深入的信息。