• 5G 用于工业物联网 (IIoT) 和 SDR 的作用

    作者:华辰智通 发表时间:2022-08-03
     
      5G在满足制造运营的基本网络需求方面具有巨大的颠覆性潜力。这个被称为工业4.0的行业现在正被不断发展的工业物联网(IIoT)数字化转型。
      由于5G使用较短的(毫米波)频率,频率在30GHz和300GHz之间,而且其中移动网络将使用一小部分,因此它具有卓越的功能。与4G相比,5G提供闪电般的快速数据速度,速度高达100倍,极低延迟(1毫秒),每个单位区域连接的设备数量要多得多。但是,要充分利用5G所提供的好处,需要一套新的网络基础设施,包括网状网络、分阶段阵列天线和云计算。
      工业物联网
      工厂车间自动化和供应链管理中用于的所有数字设备的智能互连性,从测量设备、可编程逻辑控制器(PLCs)及其工业应用开始,一直到智能物流,都可以称为IIoT。这种互连性得到了现代技术的支持,包括边缘计算、云计算、机器对机器(M2M)、3D打印、高级机器人、大数据、RFID技术和认知计算。目前,许多参与技术创新的公司正在引领第四次工业革命。
      成功交付IIoT解决方案有几个要求。首先,需要一个微小的软件定义无线电(SDR)或RFID芯片。它必须成本低,并且需要非常低的功率从传感器电池,因为他们的大部分应用将范围从部署在农业,工厂车间,很难到达的地方,如石油和天然气领域,汽车制造和物流业务。这允许在无证工业频段下实现无缝无线通信,通常为900MHz。
      物联网的功能和要求
      随着该行业迅速转向物联网解决方案,对具有优化成本的灵活资源的需求变得势在必行。云计算提供共享的计算资源以及集中管理和监控,通过网络和服务器、中央存储、高级分析和商业智能提供计算服务。它利用这些技术处理大数据,进行机器学习,并利用数据仓库进行业务逻辑和运营管理。相反,边缘计算依赖于处理数据,而数据是通过位于网络"边缘"的分散式计算基础设施生成的。像5G这样的更快的网络使边缘计算能够实时处理大块数据,并在源头执行优化等任务。
      这种能力只能通过强大的网络的支持来利用,该网络能够与大量设备进行通信。为了帮助实现这一目标,使用许多不同的网络协议在网络节点之间传输数据,包括:
      ●消息队列遥测传输(MQTT)
      ●高级消息排队协议(AMQP)
      ●限制应用协议(CoAP)
      ●ModbusandOMF
      这就是5G网络的主要特征汇集在一起的地方:
      ●增强超可靠的低延迟通信(eURLLC)
      ●大规模机器类型通信(mMTC)
      ●增强型移动宽带(eMBB)
      物联网的好处
      IIoT承诺在任何工业环境中最关键的领域之一带来一些好处:人员和工艺安全。
      随着所有连接的IIoT传感器相互共享关键安全参数的加强监控,发生事故的可能性显著降低。可穿戴设备可以通过精确定位处于困境中的员工的确切位置并保护其福利,在发生灾难时发挥更大的作用。
      安全是IIoT受益的另一个领域,无论是网络安全还是制造场所的物理监控。这还包括消除人为错误,这是数据和网络泄露的最常见原因。
      由于IIoT为制造商提供了广泛自动化流程的能力,因此提高运营效率是提高生产率的另一大领域。这是通过优化与维护和人工相关的成本,根据所有互联制造功能提供的运营智能洞察做出数据驱动决策来实现的。
      IIoT还通过容纳来自不同原始设备制造商和供应商的所有特定工业应用,在所有流程中实现标准化,从而帮助实现运营的可靠性。
     

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