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将设备连接到物联网

物联网 (IoT) 的增长不容忽视。一些行业巨头(Microsoft、Google、Intel)正在投入大量资金进行产品开发,以确保他们能乘着物联网的浪潮前进。

这些知名公司参与竞争,使得小型公司很容易受到威胁。但现实是,潜在市场如此丰富、对互联设备的需求如此之多,这样一来较小的制造商也很容易参与到物联网的发展浪潮之中。

设计者必须解决的主要障碍是市场本身的新鲜度。我们仍处于物联网的早期阶段,可将其与狂野的美国西部相提并论。虽然有大批先驱者正在开辟自己的探索之路,但这意味着没有任何普遍接受的统一协议来用于打造互联设备。然而,只要找到这几个关键问题的答案,设计者就可以成为物联网革命的一部分。

范围

第一个要回答的是设备连接的范围问题。一些设备被设计成短距离通信,蓝牙便是一种合适的解决方案。其他设备将利用 Wi-Fi 网络相连,甚至可能被远程安装,而这需要使用最新的 5G 技术的蜂窝连接。

模块化设计技术使制造商很容易在其设计中采用正确的连接技术。因此,小型公司将更容易提供具有竞争力的物联网设备。

拓扑

务必要确定互联设备如何组成网络,其形状称为网络拓扑。最简单的拓扑是对等连接。在对等连接中,单个设备直接连接到另一台设备。例如,汽车的信息娱乐系统连接到司机的手机。汽车没有自己的互联网连接,而是依赖手机的功能来拓展可访问的信息领域。

图 1:对等拓扑的示例

另一种常见的结构是星型拓扑。在这种拓扑结构中,许多远程设备(称为节点或客户端)连接到单点(称为中央网络站)。现代手机的蜂窝通信基础设施就是一个完美的例子。在蜂窝网络中,每部手机(节点)连接到一个蜂窝塔(中央网络设备),而不是连接到其他手机。星型拓扑的优点是,即使任何一个节点发生故障,网络也会继续工作。 2:星型拓扑的示例

网状拓扑乍一看似乎更为复杂,但实际上它只是一些排列成网状的对等连接。任何单个设备都可以与同一网络中的任何其他设备通信,并且允许整个网络共享信息。这种排列非常适合应用于工业 4.0(工业物联网),可将机器相互联网,以打造功能多样且高度灵活的制造设施。

图 3:网状拓扑的示例

电源

互联设备通常安装在偏远或难以抵达的位置,因此必须就如何为设备供电做出重要决策。为设备选择电池供电对偏远地点来说似乎是完美方案,但必须考虑维护负担。如果设备极为耗电,则需要频繁地更换电池。

另一种选择是将设备连接到电网,但必须了解其功耗。因为随着能源价格的不断上涨,在进行全生命周期成本计算时,耗电的设备可能会失去竞争力。

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来自 Molex 的 Brad Eissler 将于 1 月 24 日参加我们的网络研讨会(英语),讨论 Molex 如何帮助您融入物联网并打造下一代互联设备。

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21 Jan 2020, 2:43