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無線通訊技術在停車地磁傳感器上應用的優勢和劣勢

作者: 編輯: 來源: 发布日期: 2019.03.07
信息摘要:
目前在地磁傳感器中使用的有采用私有協議的射頻模塊(比如SuG、2.4G芯片上自己開發私有協議),也有采用LoRaWAN、NB-IoT等標准協…
      目前在地磁传感器中使用的有采用私有协议的射频模块(比如Sub G、2.4G芯片上自己开发私有协议),也有采用LoRaWAN、NB-IoT等标准协议的无线通讯技术。
      LoRa是SemTech公司主推的,基本是在2015年开始逐步被国内厂家所熟悉,如果是LoRaWAN主要是由用户自己架设私有基站(后面会提到很多厂家用的是假LoRa);NB-IoT这2年炒的比较火,是运营商架设的基站,由运营商主导,小编有幸在2015年下半年就开始接触NB-IoT,当时还是非标阶段配合华为一起开始的,到目前已经成功实施了国内第一个真正采用NB-IoT地磁传感器数量过千并上线运营的项目(很多地方也宣传过哪里哪里的NB-IoT智慧停车,但是基本都是个位数的演示试点而已,主要给领导们参观的,小编负责的这个是已安装完成调试,并上线运营的)。
       言归正传,聊聊几个無線通訊技術在停車地磁傳感器上應用的優勢和劣勢。
       私有协议(Sub G、2.4G)
       私有协议主要是无线通讯的帧格式是厂家各自定义的,每个厂家之间是不通用的。厂家研发能力的差异,也决定了协议是否有扩展性和健壮  性,同时协议设计的优劣直接决定了设备无线组网的差异性。
在地磁傳感器領域,組網主要有星型組網和MESH組網這2類,下面談談這2種組網的差異性、優劣性。
       1、星型组网
星型組網最簡單,2層結構,網關是父節點,地磁傳感器是子節點,網關固定管理對應的N個子節點,協議實現最簡單,數據流向就是地磁傳感器發送數據給管理它的網關,網關把數據再送到後台服務器。網關只能管理有限個地磁傳感器(一般可能是10——20個左右),每個網關需要配置管理的地磁傳感器ID,配置複雜。
那麽問題來了,如果某個網關沒電、SIM卡欠費等原因導致無法和後台通訊時,那麽它所管理的一大片地磁傳感器將處理癱瘓狀態,無法正常傳輸數據到後台,這對一個實時的停車系統是致命的,會導致無法收費,造成運營損失。
國內90%廠家的組網方式都是星型組網,因爲協議簡單,開發難度低。但是對于産品而言,這是最不可靠的。如果只是幾個泊位的試點,可能看不出問題,一旦大批量安裝就會暴露出各種問題。並且星型組網中每個父節點都是網關,每個網關都要SIM卡,那麽會造成需要N多的SIM卡,SIM卡數量多管理也困難,費用也增加,非常不合適。
       2、MESH组网
MESH組網比較複雜,有3層結構,最上層是網關,中間層是轉發器,最底層才是地磁傳感器。地磁傳感器可以和網關、轉發器通訊;轉發器又可以和網關、轉發器通訊;網關和後台服務器通訊。MESH架構可以更好的保證數據可靠性,也就是說任何一個設備的故障,不會影響系統的穩定性,系統依舊正常工作。
由于MESH架構整個通訊會交叉起來,非常複雜,協議如果設計的不成熟,可能會直接造成網絡癱瘓。在停車地磁傳感器領域采用這種MESH架構的組網屈指可數,因爲要做到這個通訊架構,協議層面設計複雜,因此很多廠家不願意或者沒能力花太長時間在這個重要的工作上,都是想著用最簡單的星型組網快速做出東西的爲多,而不是考慮把基礎架構設計結實。小編在地磁傳感器上設計的就是這種複雜的MESH自組網協議,在大量項目中穩定可靠,可以做到99.x%不丟包。
這裏要強調下有一種假MESH,它也是3層結構,但是他們的設計是倒樹型,地磁傳感器只能發數據給轉發器,轉發器只能發數據給網關,這種看起來也是3層結構,實際上和星型組網沒任何區別,網關出問題,那麽更大範圍的一片就出問題了。
       3、星型组网和MESH组网对比
1000個泊位的項目中,每個接收設備管理20泊位爲例,對比下組網差異帶來的比較:
1000个泊位SIM卡差异达到35张,10000个泊位的话,SIM卡差异将达到350张,SIM卡的管理将非常麻烦,另外网关的维护工作量很大,而          转发器基本不用维护,组网方式的差异在项目实施及维护阶段将体现出产品的优劣。
LoRa
        LoRa存在2种方式,一种是纯LoRa模块,用户开发自己的私有协议;一种是LoRaWAN标准协议,用户自己开发或购买LoRaWAN标准协议模块进行通讯即可。
        采用LoRaWAN标准协议的,在网关端必须是LoRaWAN网关专用芯片SX1301,SX1301同时支持8个通道,吞吐量更大,但是一般厂家买不到SX1301,即使能买到SX1301,在细分的停车行业中独立去开发LoRaWAN网关时得不偿失的;LoRaWAN终端芯片一般用SX1276/SX1278等,这个是面向终端厂家的。
         LoRaWAN网关在架设时要架设在高处,比如楼顶等,需要市电供电,有线网络或4G网络,总之LoRaWAN网关的架设类似运营商基站架设,细分的停车行业厂家很难协调安装需要的那些条件,比如楼顶,市电,网络等,对项目建设进度存在太大阻碍。目前在地磁传感器行业并没有一家安装过单个项目过万的LoRaWAN地磁传感器。
下面聊聊市面上90%的地磁傳感器廠家說的LoRa地磁,也就是我上面說的假LoRa。

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