物联网顾名思义指的是将各类装置、设备串联起来,实现物品间的互联户通,让生活及商业变得更加便利。而要达到物品互连的目标,无线技术扮演相当关键角色。现今物联网生态中,已经有不同类型的无线技术,例如LAN、WAN、PAN、LPWAN等,能够满足不同情境、场域以及应用,无论商用或日常生活,又或者是公共场所、户外场地,使用者都可以找到符合需求的无线技术,以建立各类型的网络。

物联网中的无线技术

这些不同类型的无线技术,最大差异在于距离、传输速率以及功耗。例如本篇文章要介绍的LPWAN,主要能够支持3至10公里的远距传输,另外相较于其他无线技术,传输速度以及功耗也较低。

 

什么是LPWAN Low Power Wide Area Network?

LPWAN是一种远距离、低功耗、低带宽的无线通信网络,也称为LPWA (Low-Power Wide-Area)或 LPN (Low-Power Network)低功率网络,透过不同的传感器收集信息,并透过网络上传至云端,是户外大规模物联网应用里常见的无线技术。

LPWAN授权频段 v.s. 免授权频段

LPWAN 频段分为授权频段以及免授权频段,适用于不同应用情境。例如授权频道取得许可的成本高昂,多为电信业者使用。免授权频段则开放给教育、医疗、科学机构及工业,只要遵守发射功率避免干扰其他频段,自行架设基地台后即可使用。

 

各国政府在物联网(IoT)设备使用不同频段:

LPWAN 技术比较

目前LPWAN技术主要有Sigfox、LoRa以及Eltres,三者所使用的带宽、传输距离、传输率等规格皆不尽相同,请参考下列图表:

LPWAN应用-万无一失?

随着物联网越来越普及,你是否有想过物联网为我们生活及工作带来便利的背后,可能有哪些隐藏风险吗?

  • 地理位置、天候因素等影响讯号强度
  • 前端处理过程中,传输数据的正确性会影响后续决策判断
  • 长时间运下,传感器电池的稳定度及可靠度,可能会
  • 后端平台软件是否能实时整合数据

 

产品验证,多一份保证!

就如同其他技术,LPWAN的应用也有许多潜在风险,因此产品验证相当重要。但是对研发人员而言,验证不仅耗时费力,专业测试器材又相当昂贵,执行验证其实相当麻烦。这时便可将验证流程交由专业实验室,例如百佳泰能够藉由RF Recorder及Player,建立并重复使用真实的讯号源,让工程师能在不同情境下测试联机效能。一来能够大幅降低进行Field Test所衍生出的成本,二来长时间的监控比对能够加速验证时程,增加整体作业效率。这些工具都将有益于研发人员进行debug,迅速掌握问题并优化产品。

 

实际案例分享-GPS传感器验证

GPS传感器讲求稳定性,但曾有厂商的产品遇到讯号不稳定,导致传感器数据流失等严重问题。这时我们会以RF Recorder 录制真实场域的讯号,找出环境中的干扰,此外在实验过程中也发现,传感器电力下降后,也可能会导致资料搜集错误。以上这些问题,都是因为有进行专业验证,才能够被一一揪出并进行修正。

 

录制不同情境下的真实讯号源

 

数据处理后的路径绘制图

 

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