针对物联网的无线通信技术及三个关键挑战

针对物联网的无线通信技术及三个关键挑战

尽管物联网的全部影响范围仍在争论中，但很明显，这些设备正处于十字路口，因为它们从“好到有”过渡到“必不可少”，人们将越来越依赖这些设备来执行关键任务，有时，至关重要的应用程序。

要使物联网设备和物联网生态系统成功完成过渡，就需要设计师克服一些关键挑战。

推进关键领域的物联网

但这只是冰山一角。关键任务物联网也正在进入其他关键工业领域，例如车联网和工业4.0。

但是，这些进步是以物联网将运行的行业所定义的新的，更严格的性能特征和要求为代价的。表1总结了最常见的需求列表。这些特征使关键任务的IoT应用程序比消费者应用程序具有更高的要求，并且迫使IoT生态系统中的参与者解决对互操作性，安全性和可靠性日益增长的关注。

表1.物联网关键应用的典型性能特征和要求。

在不断变化的法规环境下，设备设计人员必须继续设计其IoT设备和系统，以符合关键任务要求。同样，设备或系统中的每个组件都需要进行个性化设计以满足其环境带来的特定挑战。此外，必须使用全面、透明的测试方法对其进行全面测试，以优化性能和可靠性。

了解未来的挑战

在物联网生态系统中，设计师面临三个关键层面的挑战：

物联网设备

图1.典型的IoT传感器模块的框图。

无论是不可充电的纽扣电池还是可充电的LiPo电池，都需要了解电池的工作特性，并将其纳入复杂的电源管理程序中以延长和优化电池寿命。能够准确跟踪电池的负载以及需求如何可以提供帮助。

设计人员可以使用此信息来开发强大的电源管理过程。设计人员可能会确定，例如，在运行期间，IoT设备的电流具有非常大的动态范围，从无线收发器启动链接时的数百毫安到收发器关闭时的亚微安，直至微控制器处于最大状态。最佳睡眠模式，并且传感器未激活等等各种状态。有了这样的洞察力，设计人员便可以对高电流消耗的程序功能进行排序，使它们不会同时发生（图2）。

图2.使用正确的工具分析无线IoT设备中的电池消耗对于优化电池寿命至关重要。是德科技的N6705B直流功率分析仪和N6781A 二象限源测量单元是理想的工具，可用于表征电池消耗并了解设备随电池负载的时间变化而变化。

网络

结论

物联网功能现已被设计用于所有工业领域的越来越关键的应用程序中。要在这个领域取得成功，设计人员必须遵循经过深思熟虑的流程来设计、测试和验证其智能设备和系统。该过程必须涉及设备、无线通信和网络级别的测试和测量。

幸运的是，设计人员现在可以使用各种测试选项，以帮助验证IoT生态系统中各个层的功能（表2）。但是，仅进行正确的测试是不够的。为了确保构建IoT设备或系统以在关键任务应用程序中的发展，设计人员必须选择正确的工具来完成正确的工作，并且这些工具必须准确，高性能和灵活性。

表2.物联网生态系统的测试和测量工具。

毫无疑问，物联网有很多机会。设计是否成功，将在很大程度上取决于他们做出的选择以及如何应对所出现的挑战。

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