物联网终端

透传技术介绍

  透传(透明传输)技术是一种在数据传输过程中保持数据原始性和完整性的技术,确保数据在发送和接收时不经过任何处理,内容一致。这种技术广泛应用于物联网、智能家居、工业自动化等多个领域,具有重要的实际应用价值。

  一、 透传技术简介

  1. 原理

  透传技术的核心原理是通过特定的技术和机制,使数据在传输过程中不被修改或处理,从而保证数据的原始性和完整性。例如,在无线透传技术中,DTU(数据传输单元)利用无线通信网络将串口数据转换为IP数据,并进行双向透明传输,支持远程监控、数据分析和故障预警。此外,LoRa透传模块基于扩频调制技术,用于长距离、低功耗的数据传输,其工作原理包括发射器和接收器两部分,将数字信息转换成无线电波并发送到接收器,再将其转换回数字信息。

  2. 应用场景

  •   物联网:无线透传技术在物联网领域有着广泛的应用,可以实现设备间的高效、稳定的数据传输。例如,DTU模块可以将串口数据转换为IP数据,并通过无线网络进行传输,支持远程监控和数据分析。
  •   智能家居:在智能家居领域,无线透传技术可以用于控制家中的各种设备,如灯光、空调、电视等,并实现家庭安防系统的远程监控和报警。
  •   工业自动化:在工业自动化控制系统中,串口透传技术可以用于远程监控、数据透传和设备管理等方面。例如,通过博达智联云平台推出的v900工业边缘透传网关,可以实现PLC的远程监控和数据透传。
  •   物流和供应链管理:无线透传技术可以用于物流和供应链管理中的实时数据传输和追踪,提高物流效率和准确性。
  •   农业:在农业领域,无线透传技术可以实现农业设备和传感器之间的数据交换和远程监控,帮助农民远程监测土壤湿度等参数。

  3. 技术组成

  无线透传技术主要依赖于无线电波传输技术、调制解调技术和编解码技术等。这些技术的组合应用可以实现高效、稳定的数据传输。此外,透明传输模式要求在数据传输过程中对外界完全透明,不需要关注传输过程以及传输协议,最终目的是要把传输的内容原封不动地传递给接收端。

  4. 发展前景

  随着物联网技术的不断发展,透传技术将会得到更广泛的应用和推广。特别是在智能家居、工业自动化和物流等领域,透传技术将发挥越来越重要的作用,提高数据传输效率,保证数据的完整性和准确性。

  透传技术通过保持数据的原始性和完整性,在多个领域中发挥着重要作用,未来随着技术的不断进步,其应用范围将进一步扩大。

  二、 透传技术在物联网中的具体应用

  透传技术在物联网中的具体应用案例非常广泛,涵盖了多个领域和场景。以下是一些典型的应用案例:

  •   智能家居:无线透传模块可以实现物联网设备之间的数据传输,如智能灯光控制、温湿度监测等。例如,ESP8266模块可以通过WiFi连接到网络,实现对LED灯的远程控制。
  •   工业自动化:在工业生产中,无线透传模块可以实现设备之间的远程监测和控制,提高生产效率和安全性。BLE、WiFi等无线传输技术配合云端服务器使用,可实现发送方和接收方数据的长度和格式透明传输。
  •   智能电网和智能交通:ESP8266作为一种超低功耗的UART-WiFi透传模块,可以将用户的物理设备连接到Wi-Fi无线网络上,进行互联网或局域网通信,实现联网功能。
  •   智慧物流:利用WiFi透传技术,可以实现对物流设备的远程监控和控制,提高物流管理的效率和准确性。
  •   医疗检测:低功耗蓝牙模块及标准透传协议可以用于血压、血氧、体温等医疗检测设备的数据采集和传输。
  •   环境监测:温湿度计、环境渲染背景光等设备可以通过透传技术实现数据的实时监测和传输。
  •   娱乐设备:互动遥控玩具、飞镖机、保龄球等娱乐设备可以通过透传技术实现新接口的开发和数据传输。
  •   远程监控与控制:有人透传云平台支持设备与设备、设备与上位机(Android、IOS、PC)之间的数据透传,适用于远程监控与控制、物联网、车联网、智能家居等领域。

  三、 LoRa透传模块的工作原理及其与其他无线通信技术的比较。

  LoRa(Long Range)透传模块是一种基于扩频技术的超远距离无线传输技术,其工作原理和特点在多个搜索结果中都有提及。根据,LoRa技术通过扩频调制技术实现远距离通信,具有低功耗、抗干扰能力强、大容量、灵活部署等特点。具体来说,LoRa能够在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远,实现了低功耗和远距离的统一。

  与其他无线通信技术相比,LoRa与Zigbee、蓝牙等技术有显著的区别。根据,LoRa在通讯距离和稳定性方面有优势,适合长距离、低功耗和大量连接的应用;而Zigbee则在安全性和可靠性方面表现突出,适用于需要高可靠性和低时延的场景。LoRa与蓝牙的对比中,LoRa被描述为一种远距离、低功耗的物联网无线通信技术,适用于大规模的设备连接,而蓝牙则是一种短距离无线通信技术,广泛应用于音频和无线连接。

  LoRa透传模块的工作原理基于扩频技术,能够实现远距离、低功耗的无线传输,且具有抗干扰能力强、大容量、灵活部署等优点。

  四、 无线透传技术在智能家居控制系统中的实现方式和优势是什么?

  无线透传技术在智能家居控制系统中的实现方式和优势如下:

  1. 实现方式

  •   射频通信:无线透传模块通过射频发射器和接收器之间的无线射频信号进行数据传输,无需有线连接。
  •   低功耗设计:例如ESP8266是一款超低功耗的UART-WiFi透传模块,专为移动设备和物联网应用设计,可以将用户的物理设备连接到Wi-Fi无线网络。
  •   多种协议支持:如ZigBee无线透传基于IEEE 802.15.4协议,适用于短距离、低速率、低功耗的数据传输。

  2. 优势

  •   灵活性和便利性:无线透传技术消除了传统有线传输的限制,提供了更大的灵活性和便利性。它允许设备之间的远程通信,减少了布线和连接的成本和复杂性。
  •   简单易用:由于直接进行数据透传,省去了许多数据处理和协议转换的步骤,使得数据传输更为快速和高效。
  •   传输速度快:透传模块由于其低功耗特性,能够快速实现对传统产品的智能化转型升级。
  •   安全性、便捷性和可靠性:无线透传技术还具有安全性、便捷性和可靠性的优势,能够满足现代通信领域对数据传输的需求。
  •   环境适应性强:采用动态跳频技术,有效避免干扰,确保实时、稳定、透明的数据传输。

  五、 工业自动化中串口透传技术的最新发展趋势

  工业自动化中串口透传技术的最新发展趋势主要体现在以下几个方面:

  •   智能化和多功能化:未来的透传技术将更加智能化和多功能化,能够更好地适应各种复杂的应用场景。例如,在网络安全、物联网、智能交通以及与人工智能(AI)的深度融合等领域,串口透传技术将发挥重要作用。
  •   网络协议栈的内置和定制服务:现代的串口透传芯片如CH9120和CH392.不仅内置了TCP/IP协议栈,还支持全双工/半双工自适应,并提供多种接口和协议(如UDP、ICMP等)。此外,这些芯片还提供TCP/IP协议栈定制服务,以满足不同用户的需求,从而提高生产效率并缩短产品开发周期。
  •   模块化设计和低功耗:一些新的模块化设计,如低功耗蓝牙模块,通过通用串口与CPU连接实现双向通信,并且可以通过AT指令设置串口波特率和BLE连接间隔,从而优化资源使用和提升性能。
  •   智慧工厂和工业物联网应用:随着物联网、大数据和人工智能等技术的发展,智慧工厂已成为未来发展的必然趋势。串口服务器作为工业自动化系统中的桥梁,将实现传统制造工厂的智能化升级。例如,有人公司的串口服务器可以轻松实现RS-232/485/422与以太网之间的数据透传,适用于多种工业设备联网应用领域。
  •   高速性和实时性:在多任务操作系统环境下,传统的RS-232、RS-485异步串行通信接口虽然可靠,但在实时性和高速性方面仍存在不足。因此,基于FPGA的高速串口通信收发器设计正在提高串口通信的实时性和高速性,以满足工业现场对高速串行通信的需求。

  工业自动化中串口透传技术的最新发展趋势是向智能化、多功能化方向发展,同时注重网络协议栈的内置和定制服务,采用模块化设计和低功耗方案,并致力于提升系统的高速性和实时性。

  六、 物流和供应链管理中无线透传技术的应用效果和挑战

  在物流和供应链管理中,无线透传技术(如RFID、5G等)的应用效果显著,但同时也面临一些挑战。

  1. 应用效果

  提高效率

  •   快速盘点和跟踪:通过5G RFID技术,可以实现海量资产的快速盘点和跟踪查找。例如,在苏宁超级云仓项目中,利用5G的大带宽和低延时特性,实现了仓储AGV、无人叉车和智能安防等方案的5G改造部署,为快递集包、仓库货架和出入库卡口等场景提供了良好的应用效果。
  •   减少搜寻时间:无线射频技术在货物入库、出库过程中,通过电子标签和读写器,仓库保管员可以直接掌握物品的入库和出库情况,大大减少了货物搜寻时间并提高了工作效率。
  •   实时监控:RFID技术用于更细致的资产追踪,从大型集装箱到包裹,甚至可以追踪工厂到客户的单个产品。这使得供应链管理更加透明和高效。

  安全性提升

  •   保护商品安全:电子门禁系统结合无线射频技术,可以很好地保护仓库、货场和商场的商品安全,减少商品丢失和被盗的可能性。
  •   保障生命及财产:利用RFID技术提升物流及供应链业的效率,同时仓储物品存储的管理系统和实时监控系统也发挥了重要的保障作用。

  优化物流流程

  •   智能设备通信:在智能仓储中,搬运AGV、AMR、机械臂等智能设备通过Wi-Fi无线与控制系统、运维系统进行指令与数据的通信,提高了整体物流流程的智能化水平。
  •   解决定位问题:基于无线传感器网络和RFID技术的智能物流供应链管理系统框架,针对仓储定位问题和货物在途安全问题提出了相应的解决方案,拓宽了整个物流流程。

  2. 面临的挑战

  网络覆盖和可靠性

  •   AP覆盖问题:单一的AP无法覆盖整个仓库范围,需要架设多个AP进行覆盖,导致AGV在移动中存在切换AP热点带来的漫游可靠性及业务中断的问题。
  •   二维码导航和激光SLAM导航的局限性:采用二维码导航或基于激光SLAM导航的AGV存在项目实施和维护难度大、激光导航信息易丢失等问题,需要人工搬回特定位置重定位。

  经济性和可扩展性

  •   成本问题:虽然通过现有的无线接入网络(如4G/5G)为边缘资产提供无线连接是可行的,但从经济上讲并不划算,也不切实际。因此,需要低功耗网络来填补这一空白。
  •   大规模IoT平台建设:局域网缺乏创建大规模IoT平台所需的各种能力,因此需要低功耗网络来填补这一空白。

  无线透传技术在物流和供应链管理中的应用效果显著,包括提高效率、增强安全性和优化流程等方面。然而,也面临着网络覆盖和可靠性、经济性和可扩展性等挑战。

原创声明:文章来自技象科技,如欲转载,请注明本文链接: //www.viralrail.com/blog/96817.html

免费咨询组网方案
Baidu
map