Tech.IoE 物联网化技术

网络(人工智能物联网化)
在物联网的底层,由于海量的应用节点,对网络有特殊的要求:

  1. 传统集散式通讯的星型 (star) 或树型 (tree) 网络拓扑,在全物联网的底层就不再够用。而是要实现网状 (mesh)分布和中继通讯的网络拓扑;
  2. 互联网协议地址(IP Address)也远不再够用。而是要实现自适应(self-adapt)、自动衍生的节点中继,并实现不必人工设置和干预的自动上、下网功能;
  3. 以前集中管理、一事一议和扫描或同步监测和执行的系统管理、已不再能应付海量的节点及其数据。而是亟需实现分层次的智能感知和判断(Cognitive Sensing and Collective Decision)。
  4. 人工智能物联网化是互联网在底层、物理层、自然-都市-工业过程、人-机之间交互的实用网络。这些已不再是对大流量、短延迟的追求,在底层的海量应用已并不是WiFi或5G移动通讯所应对的上层使命了。超级WiFi需要远距离、高穿透、低功耗、速度-功能自适应的宽带传输。
  5. 在自然界、物理化学过程和人身,是真实的智能世界,信号和过程是模拟的。如何取得和形成对称的大数据,供给云端计算和存储的人工智能进行数字化处理。就像中国古时天、地、人概念所构成的世界。

优化物联网应用对节点芯片的要求(海量地面传感大数据应用)
海量的应用,必须从物联网应用的实际出发,定义出优化的节点芯片要求

  1. 保证通讯及其流量:使用非管制的频段:868 MHz in Europe and 915 MHz in US…
  2. 保障传输距离:高清视频数百米。传感,执行,标识信号几公里在高密度的都市,15公里以上在乡村和野外。
  3. 节点功耗:器件的功耗为10-15毫瓦,电池的相对电寿命在最简信号传输情况下可达数年。
  4. 无线传输芯片:价格2美元以下?
  5. 电信租赁:视不同地区政府规定,一般在西方国家的网络规模尚很小,标准化组织试图在每个节点上每年收费1美元。
  6. 低功耗的无线局域应用:最适合小时周期的开关传输。
  7. 基站:密度应达到3G或4G基站的五分之一到十分之一;每个使用LoRa标准的基站塔可以支撑2百万个网络节点的数据传输。
  8. 低功耗无线局域网LPWAN(或在北美定名为Super WiFi):其能力将在5G移动通讯服务的基站上实现集成化。

选择优化于应用的自自适应网络通讯标准(LoRa标准)

在众多的通讯标准中:LoRa®/LoRaWAN®, NB-IoT, Zigbee, Wi-Fi, Bluetooth (BLE), 和 5G 都与垂直整合的物联网应用相关,我们选取的“智能微粒”应用体系,致力于海量节点、低功耗、高信号穿透率、经济频段。上层的链接在中国可利用5G,在北美可利用免费的TVWS电视空置频段。但在物联网节点上,LoRa标准优于NB-IO和Zigbee,因为我们的智能微粒应用,不能妥协向低功耗、长距离和高信号穿透发展。