物聯網的核心技術有哪些?物聯網發展的主要難題是什麼?

物聯網概念始於1998 年,它的願景是生活中所有裝置,都能透過網路傳遞資訊(M2M), 觸發裝置的偵測、識別、反應或控制等等行為。物聯網被公認為是後移動時代的下一個殺手級應用,具有廣闊的市場和應用前景。

目前的物聯網四大核心技術包含

RFID射頻識別、感測器、雲計算、網路通訊

。其中僅網路通訊就包含多種重要的技術。這裡就通訊相關技術及目前執行的標準、現階段全球物聯網裝置規模

物聯網通訊技術

1.低功耗廣域網Low-Power Wide-Area Network (LPWAN)

低功耗廣域網LPWAN是針對物聯網應用中低功耗(5 ~ 10年電池壽命)、遠距離(1 ~ 20公里傳輸距離)、低頻寬的需求所開發出來的無線通訊技術。下面提到的LoRaWANTM、Sigfox、Wi-SUN均屬於這類使用1GHz以下的LPWAN技術:

LoRaWANTM

下面這張圖,可以瞭解到LoRa的調製技術會根據不同區域(國家)所允許使用的頻段(ISM band),搭配LoRaWANTM的MAC層協議作為網路內裝置之間彼此溝通的依據。

物聯網的核心技術有哪些?物聯網發展的主要難題是什麼?

LoRaWANTM的網路架構採用的是星狀網路的架構,比起一般的網狀(Mesh)網路架構實現起來會簡單許多。

物聯網的核心技術有哪些?物聯網發展的主要難題是什麼?

LoRaWANTM網路主要的角色有終結點(End Node)、 閘道器(Concentrator/Gateway)與網路伺服器(Network Server)這幾類的裝置型態,網路中以End Node這類的角色數量最多,在LPWAN的應用中,類似這樣的裝置主要為感測器(Sensor)類的產品,資料傳輸大多以上行的路徑,經過Gateway傳遞到Network Server中,再由Network Server傳到對應的應用伺服器(Application Server)。

Sigfox

Sigfox無線通訊技術也是類似於LoRaWANTM Star網路架構,是架構在Sub-1GHz ISM工科醫頻段上的LPWAN通訊協議,不過其推廣方式與商業模式與其他開放的通訊協議有很大的不同:Sigfox提供一條龍式的服務,從終端產品開發/模組的選擇、網路基站的建置,一直到上層雲端的建構,都由Sigfox負責,使用者只需要利用Sigfox的雲端服務平臺,便可以聯機到物聯網終端。

物聯網的核心技術有哪些?物聯網發展的主要難題是什麼?

Wi-SUN

Wi-SUN是基於IEEE 802。15。4g與IPV6的標準,工作頻段為Sub-1GHz的無線技術。主要的特色有高安全性、網路部屬與管理容易(MESH網狀網路)、低耗電、低成本等特點。目前應用範圍為電錶(AMI, Advanced Metering Infrastructure)、 能源管理、農業、智慧家居與智慧城市等應用。

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