Allion Labs / Jim Wang
物聯網顧名思義指的是將各類裝置、設備串聯起來,實現物品間的互聯互通,讓生活及商業變得更加便利。而要達到物品互連的目標,無線技術扮演相當關鍵角色。現今物聯網生態中,已經有不同類型的無線技術,例如LAN、WAN、PAN、LPWAN等,能夠滿足不同情境、場域以及應用,無論商用或日常生活,又或者是公共場所、戶外場地,使用者都可以找到符合需求的無線技術,以建立各類型的網路。
![物聯網中的無線技術](https://www.allion.com.tw/wp-content/uploads/2021/03/Wireless-Tech.jpg)
這些不同類型的無線技術,最大差異在於距離、傳輸速率以及功耗。例如本篇文章要介紹的LPWAN,主要能夠支援3至10公里的遠距傳輸,相較於其他無線技術,傳輸速度以及功耗也較低。
LPWAN(Low Power Wide Area Network)是什麼?
LPWAN是一種遠距離、低功耗、低頻寬的無線通訊網路,也稱為LPWA (Low-Power Wide-Area)或 LPN (Low-Power Network)低功率網路,透過不同的感測器收集資訊,並透過網路上傳至雲端,是戶外大規模物聯網應用裡常見的無線技術。
![物聯網串接各式感測器並將資訊上傳至雲端](https://www.allion.com.tw/wp-content/uploads/2021/03/IoT物聯網的場域驗證-02-1024x515.jpg)
LPWAN 授權頻段 v.s. 免授權頻段
LPWAN 頻段分為授權頻段以及免授權頻段,適用於不同應用情境。例如授權頻道取得許可的成本高昂,多為電信業者使用。免授權頻段則開放給教育、醫療、科學機構及工業,只要遵守發射功率避免干擾其他頻段,自行架設基地台後即可使用。
各國政府在物聯網(IoT)設備使用不同頻段,台灣規範請參考NCC (LP0002) 4.8.1.1
LPWAN 技術比較
目前LPWAN技術主要有Sigfox、LoRa以及Eltres,三者所使用的頻寬、傳輸距離、傳輸率等規格皆不盡相同,請參考下列圖表:
LPWAN 應用-萬無一失?
隨著物聯網越來越普及,你是否有想過物聯網為我們生活及工作帶來便利的背後,可能有哪些隱藏風險嗎?
- 理位置、天候因素等影響訊號強度
- 前端處理過程,傳輸資料正確性將影響後續決策判斷
- 長時間運行下,感測器電池可能斷線
- 後端平台軟體是否能即時整合數據
LPWAN產品驗證,多一份保證!
就如同其他技術,LPWAN的應用也有許多潛在風險,因此產品驗證相當重要。但是對研發人員而言,驗證不僅耗時費力,專業測試器材又相當昂貴,執行驗證其實相當麻煩。這時便可將驗證流程交由專業實驗室,例如百佳泰能夠藉由RF Recorder及Player,建立並重複使用真實的訊號源,讓工程師能在不同情境下測試連線效能。一來能夠大幅降低進行Field Test所衍生出的成本,二來長時間的監控比對能夠加速驗證時程,增加整體作業效率。這些工具都將有益於研發人員進行debug,迅速掌握問題並優化產品。
實際案例分享-GPS感測器驗證
GPS感測器講求穩定性,但曾有廠商的產品遇到訊號不穩定,導致感測器資料流失等嚴重問題。這時我們會以RF Recorder 錄製真實場域的訊號,找出環境中的干擾,此外在實驗過程中也發現,感測器電力下降後,也可能會導致資料蒐集錯誤。以上這些問題,都是因為有進行專業驗證,才能夠被一一揪出並進行修正。
![實際路徑繪製](https://www.allion.com.tw/wp-content/uploads/2021/03/Google-Map-Route.png)
![錄製不同情境下的真實訊號源](https://www.allion.com.tw/wp-content/uploads/2021/03/IoT物聯網的場域驗證-05-1024x262.jpg)
![上傳資訊至雲端平台](https://www.allion.com.tw/wp-content/uploads/2021/03/IoT物聯網的場域驗證-06-1024x262.jpg)
若想進一步了解自己的產品是否能夠應付各種使用情境?請將驗證流程交由百佳泰實驗室,迅速找出潛在風險。