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物联网的联网设备该如何选择?

标签: 物联网 设备

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在如今物联网的建设浪潮下,各种应用服务方案层出不穷。许多传统行业也纷纷投入物联网的怀抱。但是作为一个网络建设的新入面对层出不穷的各种方案,如何选择合适的联网设备呢?今天我们就结合作者多年的物联网建设经验来聊一聊。


发

首先,我们要从我们的组网方案开始。

不同的组网方案,对联网设备也有不同的要求。当前常用物联网的组网方案主要有如下两种:

1. 基于互联网/专网的公有/私有云方案

公有/私有云

客户业务部署在云端,终端(数据源)通过联网设备接入互联网。通过联网设备做NAT转换,终端能够直接与云端的服务器进行通信。完成业务办理或数据交互。

2. 基于互联网/专网的VPN方案

客户业务服务器部署在中心/总部,终端(数据源)接入联网设备,联网设备接入互联网/专网,然后和总部的专用汇聚设备建立VPN隧道。通过隧道可以实现终端与总部业务服务器直接的IP互通。

基于互联网/专网的公有/私有云方案,对联网设备只需要具备常用的NAT功能即可。该方案主要优点是部署简单,上端无需部署专用汇聚设备。适合大型、超大型终端数量的组网应用。但是该方案也存在业务扩展能力受限,管理、维护不灵活的缺陷。例如,当前的车联网应用、自助机具应用基本都是采用该方案。

采用基于互联网/专网的VPN方案,需要联网设备支持VPN功能,常用的VPN功能包括L2TP(VPDN)、IPSec和GRE。如果对与数据传输没有加密需求则使用L2TP(VPDN)即可,如果需要对传输过程中的数据加密,则需要采用IPSec VPN功能。该方案主要优点是安全、业务扩展方便,管理、维护灵活。但缺点也比较明显,在中心端需要部署专用的汇聚设备,受汇聚设备容量限制,该方案主要应用在中小型终端数量的组网应用。例如,大型城市景观亮化等应用。

其次,我们要看数据源(终端设备)的部署环境。

根据业务终端的部署环境,对接入联网设备也有不同的需求。总体分为两大类:

1. 室外环境

物联网应用中场景的部署环境,多数为无人值守环境,联网设备部署在机具中或设备箱(强/弱电箱)中。

在室外环境中,通常不会有专用的环境维持设备(保持恒温),甚至有的时候环境会非常恶劣。例如,设备箱直接安装在阳光直射的地方,在温室效应的今天,全国各地许多地方夏天地表温度都能够达到40℃以上,而简单的设备箱在阳光直射的情况下,我们观察过箱内温度普遍都长时间在50-60℃,有的地方甚至能够达到70℃。而冬天在北方,也会出现零下20℃以下的低温环境。

有的室外环境还是盐雾、油雾等高污染环境,例如,沿海码头、电梯轿顶等。这些污染环境下设备的稳定性和可靠性急速下降,给运维维护带来大量工作。大大降低了可用性和使用体验。

综上所述,对于终端部署在室外环境的情况,需要联网设备具有较好的工作宽温指标,通常建议低温不低于零下25℃,而高温不小于70℃。对于高污染环境,则需要选择设备的散热方式,目前常见的联网设备散热方式主要有两种:主动式散热和被动式散热。

主动式散热主要是采用风扇主动吹风,形成空气流动,对设备进行散热。该方案主要有点是散热效果高。但缺点也很明显,在高污染环境,会主动让盐雾、油污进入设备内部。污染物进入设备内部后,会附着在PCB板、焊脚部位,对设备造成腐蚀、短路,从而影响设备的使用寿命和稳定性。所以在高污染环境使用时,我们不建议使用主动散热的联网设备。我们有个客户,在电梯轿顶部署主动式散热的联网设备,结果是每星期都要进行设备维护,每2-3个月更换联网设备。

被动式散热,即目前流行的无风扇散热。被动式散热主要根据设备的散热设计,依靠设备整机外壳或散热片,利用空气对流进行散热。好的被动式散热设备完全可以满足高温工作要求,同时在高污染环境不会让污染物进入设备内部。通常在高污染环境我们建议采用被动式散热方式的联网设备。

另外,室外环境的联网设备选择还有一个细节需要注意,就是联网设备的以太接口材质,部分厂商为了进一步降低成本,选用了如下图塑料材质的以太接口。

如果设备工作环境长时间处于高温或低温环境下,塑料材质很容易出现老化,造成网线接触不良,从而影响网络的连通性。所以选择设备的时候一定要选择类似下图的金属材质的以太接口。

2. 室内/恒温机房环境

在这种环境中,通常会有专用的环境维持设备(空调等),对设备的工作宽温等要求较低。通常的设备都可以很好满足。

最后,针对目前物联网组网中广泛被使用的4G链路,如果采用4G作为我们的网络接入方案,从4G链路本身的可靠性和传输时延、速率考虑,对4G联网设备的天线接口要求,一定要提供双天线,支持MIMO技术。

MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术,本身是4G技术的一个基础技术。

主要是发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线,使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收,从而改善通信质量。它能充分利用空间资源,通过多个天线实现多发多收,在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下,可以成倍的提高系统信道容量。MIMO技术对4G主要作用是提高传输速率和提高链路可靠性。



 

 

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