Geeignete drahtlose Technologien für industrielles IoT mit hoher Dichte

Ich muss M2M-Kommunikationsgeräte für eine Fabrik entwerfen, die 1000 Knoten (Maschinen) innerhalb von 100 m voneinander hat. Die Geräte werden verdrahtet, um Strom zu erhalten, und übertragen eine Nutzlast von 8 Kbit / s.

Was ist dafür die am besten geeignete Funktechnologie? Ich habe bisher LoRa (433 MHz), BLE, ZigBee, Wi-Fi HaLow in Betracht gezogen, wobei jeder Vor- und Nachteile hat.

Bearbeitet: Jeder Knoten sendet jede Sekunde 1 Kilobyte-Datenpaket. Die Entscheidung wird nicht durch die Investition eingeschränkt.

— SamHW17
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Müssen Sie an den Server, die Datenbank usw. oder nur an die Knoten denken?

— Mawg sagt, Monica

@Mawg: Keine wesentlichen Einschränkungen für diese Investition. Technologie ist die einzige Überlegung.

— SamHW17

Nur doppelt prüfen, befinden wir uns in einem Radius von 100 m / Seiten eines Quadrats? Wenn ja, muss die Lösung drahtlos sein? Wenn Sie bereits mit Strom versorgt sind, können Sie keine Daten über dieselbe Leitung senden, z. B. PoE

— Hardillb,

Ich habe einige Kommentare in den Chat verschoben, damit die Anfragen zur Klärung nicht begraben werden und die Diskussionen dort einfacher fortgesetzt werden können. Nur eine Erinnerung an alle, dass Kommentare hier nur dazu gedacht sind, Verbesserungen vorzuschlagen oder weitere Informationen anzufordern. Fühlen Sie sich frei, Ihre Lösungen unten als Antworten zu veröffentlichen. Sie können auch relevante Aktualisierungen aus den Kommentaren zur Frage bearbeiten.

— Aurora0001

Antworten:

Ihre Herausforderung besteht darin, die Durchsatzanforderungen mit Kanalkonflikten zu bewältigen. Ihre Geräte sind alle so nah, dass Sie davon ausgehen müssen, dass sie alle potenzielle Störfaktoren für einander sind. Daher müssen Sie ein Protokoll verwenden, das dafür robust ist - wahrscheinlich mithilfe einer Art Koordination zwischen Geräten, um sicherzustellen, dass sie alle einen angemessenen Anteil haben der Kanal.

Sie haben eine Nutzlast von 1 Mbit / s, müssen aber auch den Verbindungsaufwand berücksichtigen. Ein Protokoll, das Spreizcodes oder mehrere Kanäle verwendet, ermöglicht mehr gleichzeitige Verbindungen. Als Ausgangspunkt denke ich, dass Sie nach einer Technologie suchen möchten, die mindestens 100 MBit / s erreicht.

Sie müssen auch die Auswirkungen verlorener Daten berücksichtigen. Möchten Sie abbrechen oder erneut versuchen (Abbruch ist viel effizienter), insbesondere wenn andere Störquellen vorliegen.

Dies ist als Antwort etwas unvollständig, aber ich wollte darauf hinweisen, dass dies ein relativ schwer zu lösendes Problem ist. Ich schlage vor, Sie akzeptieren diese Antwort nur, wenn ich viel mehr Details ausgrabe.

— Sean Houlihane
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you need to assume they are all potential interferers to each other so you will need to use a protocol that is robust to this

- Vielleicht ein Mesh-Netzwerk? Etwas mit Store & Forward, wie DTN? Übrigens, @ SamHW17 ist es wichtig, dass die Daten in Echtzeit ankommen, oder könnten Sie eine kleine Verzögerung tolerieren?

— Mawg sagt, Monica

Nein, etwas, das intelligenter ist als "Jeder sendet mit einem zufälligen Zeitversatz" oder "Es gibt ein Zeitfenster von 10% im Frame, in dem Clients einen Zugriffsschlitz anfordern können".

— Sean Houlihane

@ Mawg tangentiale Referenz patents.google.com/patent/CA2373270C/de

— Sean Houlihane

@Mawg Nein, die Nutzdaten enthalten einen Zeitstempel, sodass die Latenz kein großes Problem darstellt. Ich habe mir auch das Mesh-Netzwerk angesehen. @ Sean: Ist es nicht 1Kbps? Nicht 1 Mbit / s? Wird die verlorenen Daten aufgeben; Datenverlust wird minimiert, da die Nutzlast 3 fortlaufende Datensätze enthält.

— SamHW17

@ SamHW17 1k mal 1000 Endpunkte. Sie benötigen also auch ein Protokoll, das so konfiguriert werden kann, dass es verlustbehaftet ist. Nie mit einem Netz entworfen, aber ich bin zweifelhaft, es sei denn, Sie verwenden Geräte mit sehr geringer Reichweite.

— Sean Houlihane

Ihre beste Wette ist DASH7 .

Es ist selbst unter Nerds ziemlich unbekannt, aber wenn Sie einen soliden Industrie-Stack wollen, ist DASH7 genau das Richtige. Falls Sie noch nie von DASH7 gehört haben, ist dies der offizielle IoT-Standard aller NATO-Mitgliedsländer und des Verteidigungsministeriums:

DASH7 wurde vom US-Verteidigungsministerium (DoD) und der NATO-Allianz beauftragt. [1]

Das Schöne an DASH7 ist, dass es alle Schichten des OSI-Modells spezifiziert , was im aktuellen Chaos um IoT-Protokolle wirklich eine Erleichterung darstellt. Es gibt keine Probleme damit, ob einige Ebenen gut mit dem Protokoll übereinstimmen, das Sie für die unten stehende Ebene usw. ausgewählt haben. Es befindet sich auch nicht im dicht besiedelten 2,4-GHz-ISM-Band, kann jedoch beispielsweise mit 433 MHz arbeiten.

Und da es von so mächtigen Organisationen unterstützt wird, können Sie davon ausgehen, dass es noch lange hier sein wird. Darüber hinaus ist der Stack von ISO / IEC 18000-7 abgeleitet (daher der Name "DASH7") und die vollständige Spezifikation kann kostenlos heruntergeladen werden.

DASH7 wurde übrigens im Golfkrieg für die Logistik eingesetzt. Es sind einige Entwicklungsboards verfügbar, die sich auch an MSP430 von Texas Instrument richten.

— Tippfehler
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Wird es die Verkehrsdichte bei 433 MHz unterstützen?

— Sean Houlihane