无线传输的方式有哪些?
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由于厂区环境有的较为複杂拉线不易,或是厂区较广、较远,除了线材要花费不少预算成本外,佈建也是一项大工程。这个时候,利用无线的方式传输,就会方便得多。
导入原因
无线传输帮助佈建智能化工厂
馀命预测(剩馀寿命预测 ,Residual-life Prediction)
在智慧製造,工业4.0厂区自动化的时代,许多厂区设备的传输方式常利用有线的方式传输,因为有线式的传输方式最为稳定。但由于厂区环境有的较为複杂拉线不易,或是厂区较广、较远,除了线材要花费不少预算成本外,佈建也是一项大工程。这个时候,利用无线的方式传输,就会方便得多。
无线传输的通讯协定
通讯协定可免执照的频段有2.4 GHz与Sub-GHz。其中2.4 GHz协定大量应用于市场中,例如:Wi-Fi、Bluetooth。属于短距离无线传输,其中Bluetooth传输速率快、低功耗、安全性较高,但由于网络节点少,容易相互干扰,不适合多点佈建。后者Sub-GHz频段传输距离远、干扰少、功耗低的传输特点,对应于工业製造领域中较为适合。工业製造厂区位置较为广大,机台设备分布较为分散。再加上设备机台传输资料的特性,所蒐集的数据资料较为轻量,因此利用Sub-GHz频段传输方式已有馀。
而以 Sub-GHz 的部份来说,採用 433 MHz 频段的无线应用是全球通用的 Sub-GHz ISM频段配置,915 MHz 被普遍应用于北美和澳洲市场、868 MHz则佈建于欧洲全区、315 MHz适用于北美、亚洲和日本。
各式无线传输技术
依照无线传输技术可分为短距离无线传输、中距离无线传输、长距离无线传输。
短距离无线传输种类 | 简易说明 |
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Wi-Fi | IEEE 802.11标准的无线区域网路技术,常用于消费型电子产品领域。 |
Bluetooth | 短波特高频(UHF)无线电波,常用于消费型电子产品领域。 |
Li-Fi | 使用可见光技术(VLC)实现资讯传输,光源消失,讯号及被切断。 |
NFC | 使两个电子装置能够在4公分范围内进行通讯。常用于门禁卡、车票等等。 |
RFID | 使用电磁场存取无线射频辨识标籤中的数据,常用于门禁卡、身份识别等。 |
Z-Wave | 家庭自动化的无线通信协议,用于家用电器、控制照明、中央控制设备系统等。 |
ZigBee | IEEE 802.15.4标准的个人区域网路通讯协定,应用于各厂商定义的程式物件。 |
中距离无线传输种类 | 简易说明 |
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LTE-A | 进阶长期演进技术LTE-Advanced,(4G+)常用于手机装置、资料传输等。 |
5G | 蜂巢式网路通讯技术,为4G(LTE-A)系统后的演进,应用于行动装置、电信传输等。 |
远距离无线传输种类 | 简易说明 |
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LPWAN | 低功率广域网路,分为使用授权频段的NB-IoT、非授权频段的LoRa、Sigfox、Weightless、RPMA、IEEE 802.11ah等。 |
VSAT | 甚小孔径终端,使用小型碟型天线,透过人造卫星传输之通讯技术。 |
观念说明
什麽是 LoRaWAN?
LoRaWAN定义通讯协定以及网路的系统架构,由LoRa物理层进行长距离的通讯。LoRaWAN也负责管理所有节点的通讯频率及功率。网路中的设备是非同步的传输,在有资料可送出时就会送出。终端节点送出的信号会由多个网关接收,会将资料封包往前转输到中心化的网路伺服器。网路伺服器会过滤重复的封包,进行安全检查,并且管理网路,之后会将资料送到应用伺服器。
LoRa 有什麽特点
LoRa 传输距离远、低功耗、网路节点多
传输距离远:LoRa接收端灵敏度要归功于直接序列扩频技术。採用了高扩频因子,从而获得了较高的信号增益,传输距离最长可逹20公里。
低功耗:在通信系统中距离和功耗就是一个天生的正相关,而LoRa提高了接收的灵敏度,以增长传输距离降低功耗。一般频率偏移调变(FSK)的信噪比需要8dB,而LoRa只需要-20dB,其低功耗除节能优点外,也可以更方便应用在使用太阳能电池的设备。
网路节点多:LoRa网络主要由终端主机、闸道器组成,数据可一对多双向传输,典型的星形拓扑结构,并可在同一区域性内建立多个通讯群组。
无限 LoRa
应用案例
解决佈线问题并保持持续监测
过去在人力巡检机制下,常常因为设备位置难以触及或是有较高的危险性(高温或高空环境)而难以全面监测。
RM-IOT-B 无线转子健康监测系统 电池式 的 LoRa LPWAN 使用的无线接收器,数据传输距离可达 500-800 米(根据现场障碍物的配置而有所不同),一台无线接收器可至多支持 500 颗无线感测器。
养殖渔业智慧化 无线监控大无限
WMS 养殖水域环境监测系统传感器资料透过无线传输模组可传至 1km 内的主机端作即时监测。
AI智能时代的来临,智慧养殖大数据监测分析已是势在必行,WMS 智慧水域环境监测系统,利用简易传输方式与各式感测系统组合而成的解决方案让使用者随时监控鱼塭状态并适时调整鱼池环境。