Tecnologías inalámbricas adecuadas para IoT industrial de alta densidad

Tengo el requisito de diseñar dispositivos de comunicación M2M para una fábrica que tenga 1000 nodos (máquinas) a menos de 100 m entre sí. Los dispositivos estarán cableados para obtener energía y transmitirán una carga útil de 8 Kbps.

¿Cuál es la tecnología inalámbrica más adecuada para esto? He considerado LoRa (433 MHz), BLE, Zigbee, Wi-Fi HaLow para esto hasta ahora, ya que cada uno tiene ventajas y desventajas.

Editado: cada nodo enviará 1 paquete de datos de Kilo-Byte cada segundo. La decisión no estará limitada por la inversión.

— SamHW17
fuente

¿Tiene que pensar en el servidor, la base de datos, etc., o solo en los nodos?

— Mawg dice que reinstale a Mónica el

@Mawg: No hay restricciones significativas en esa inversión. La tecnología es la única consideración.

— SamHW17

Solo revisando dos veces, ¿estamos en un radio de 100 m / lados de un cuadrado? Si es así, ¿la solución tiene que ser inalámbrica? Teniendo en cuenta que ya está Encadenación de potencia no se podía enviar datos a través del mismo cable por ejemplo PoE

— hardillb

He movido algunos comentarios al chat para que las solicitudes de aclaración no se entierren y las discusiones puedan continuar más fácilmente allí. Solo un recordatorio a todos los comentarios que aquí están destinados solo a sugerir mejoras o solicitar más información; no dude en publicar sus soluciones a continuación como respuestas. También puede editar cualquier actualización relevante de los comentarios a la pregunta.

— Aurora0001

Respuestas:

Su desafío es manejar las demandas de rendimiento con la contención del canal. Todos sus dispositivos están lo suficientemente cerca como para que tenga que asumir que todos son posibles interferencias entre sí, por lo que deberá usar un protocolo que sea robusto para esto, probablemente utilizando algún tipo de coordinación entre dispositivos para garantizar que todos tomen una porción justa de el canal.

Tiene una carga útil de 1 Mbps, pero también debe tener en cuenta la sobrecarga del enlace. Un protocolo que utiliza códigos de difusión o canales múltiples permitirá más conexiones concurrentes. Como punto de partida, creo que desea buscar una tecnología que alcance un mínimo de 100 MBps como mínimo.

También debe tener en cuenta el impacto de la pérdida de datos. ¿Desea abandonar o volver a intentar (abandonar es mucho más eficiente), especialmente si hay otras fuentes de interferencia.

Esto es un poco incompleto como respuesta, pero quería señalar que creo que este es un problema relativamente difícil de resolver correctamente. Le sugiero que no acepte esta respuesta a menos que obtenga muchos más detalles.

— 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

- tal vez una red de malla? ¿Algo con store & forward, como DTN? Por cierto, @ SamHW17 ¿es crítico que los datos lleguen en tiempo real total, o podría tolerar un pequeño retraso?

— Mawg dice que reinstale a Mónica el

No, algo que es más inteligente que "todos transmiten en un desplazamiento de tiempo aleatorio", o "hay una ventana de tiempo del 10% en el marco para que los clientes soliciten un espacio de acceso".

— Sean Houlihane

@Mawg tangential reference patents.google.com/patent/CA2373270C/en

— Sean Houlihane

@Mawg No, la carga útil contendrá una marca de tiempo, por lo que la latencia no sería un gran problema. También estaba mirando la red de malla. @ Sean: ¿No es 1 Kbps? No 1Mbps? Estará abandonando los datos perdidos; la pérdida de datos se minimizará porque la carga útil contendrá 3 conjuntos de datos móviles.

— SamHW17

@ SamHW17 1k por 1000 puntos finales. Por lo tanto, también necesita un protocolo que se pueda configurar para ser con pérdida / disparar y olvidar. Nunca diseñado con una malla, pero tengo dudas a menos que use dispositivos de muy corto alcance.

— Sean Houlihane

Su mejor apuesta es DASH7 .

Es bastante desconocido incluso entre los nerds, pero si quieres una pila industrial sólida, DASH7 lo es. En caso de que no haya oído hablar de DASH7 antes, es el estándar oficial de IoT de todos los países miembros de la OTAN y el Departamento de Defensa:

DASH7 ha sido ordenado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos (DoD) y la alianza de la OTAN. [1]

La belleza de DASH7 es que especifica todas las capas del modelo OSI, lo que es realmente un alivio en el caos actual que rodea los protocolos de IoT. No hay ningún problema acerca de si algunas capas se combinan bien con el protocolo que ha elegido para la capa siguiente, etc. Tampoco está en la banda ISM de 2,4 GHz densamente poblada, pero puede funcionar en 433 MHz, por ejemplo.

Y dado que está respaldado por organizaciones tan poderosas, puede esperar que esté aquí por mucho tiempo. Además, la pila se deriva de ISO / IEC 18000-7 (de ahí el nombre "DASH7") y la especificación completa se puede descargar gratis.

DASH7 fue, por cierto, utilizado en la Guerra del Golfo para la logística. Hay algunas placas de desarrollo disponibles y también está dirigido al MSP430 de Texas Instrument.

— error de tipografía
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¿Soportará la densidad de tráfico a 433 MHz?

— Sean Houlihane