采用 IEEE 802.11ah (Wi-Fi HaLow™) 技术提供强大的工业物联网连接
Nexcomm Systems 公司
Nexcomm Systems开发了一种将IoT设备连接到云上进行监视和控制的解决方案，20多年来为工业和大型车辆应用提供了基于蜂窝网络的系统。擅长提供符合产业市场特有需求的传感器集线器、网关和云平台。
Nexcomm Systems为工业和室外大型车辆和工作卡车设计蜂窝网关和传感器集线器，在这些环境下使用传统的无线技术时，会遇到一些难题，例如扩大无线通信范围和更高的数据吞吐量。同时，安全的强化、机器设定和导入的简化等也成为重要的必要条件。
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支持 IEEE 802.11ah SX-NEWAH模块（北美型号） 920MHz 覆盖广域的无线局域网 |
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支持 IEEE 802.11ah SX-NEWAH模块（日本型号） |
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在Nexcomm Systems产品中搭载IEEE 802.11ah
为解决工业环境中无线通信的挑战，Nexcomm Systems在其设备中采用了Silex Technology的IEEE 802.11ah无线模块 SX-NEWAH，使其成为业界首个面向物联网设备的IEEE 802.11ah Wi-Fi解决方案。与使用 920MHz 频段的其他 LPWA 技术相比，IEEE 802.11ah 以最小的功耗和高数据吞吐量实现可靠地远距离连接智能设备。
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| Nexus 工业边缘计算机 | Nexus Panel 边缘计算机 | SensePoint Industrial |
工业用有线和无线物联网设备的连接问题和努力
由于Nexcomm System的传感器集线器和网关用于工业领域，因此需要耐环境性、耐浪涌电压、耐反向电压和耐静电放电（ESD）能力。因此，产品外壳需要做到防水，配备防水连接器和线夹，可在灰尘和污垢较多的恶劣环境中使用。它还可以安装在重型机械和工作卡车上。
另外，还存在特定于行业的连接挑战。传统工业控制器等设备的设计采用了长期存在的有线技术，例如RS-485、CAN总线和最近的工业以太网。 然而，在这样的环境中布线的成本很高，并且不可能在旋转的重型机械或重型卡车周围布设数百米的电缆。因此，无线解决方案必不可少。
传统的2.4GHz和5GHz无线技术很难在这些工业环境中使用。 Nexcomm Systems在开发连接解决方案时，采用不同于传统 Wi-Fi 解决方案的全新 IEEE 802.11ah 技术解决了以下六大课题和挑战。
课题1：通信距离传统无线技术的通信距离一般在几十米左右。虽然可以使用高增益天线和信号放大器来增加通信距离，但许多工业设施在大面积的建筑物中杂乱无章，而在垃圾填埋场和矿山中，范围要大几个数量级。IEEE 802.11ah 使用920MHz频段，与2.4GHz相比，无需额外的昂贵硬件即可实现更长的距离和更广的覆盖范围。
课题2：物质穿透性在工业现场，许多墙壁、汽车和金属结构会阻挡无线电波并限制它们的无线通信。IEEE 802.11ah工作在920MHz频段，比2.4GHz频段具有更好的绕障能力，对于障碍较多的环境来说是一个很好的无线解决方案。
课题3：数据吞吐量市场上的许多物联网应用都是传感器应用，这些应用经常传输少量数据，同时使用小电池供电。例如，蓝牙低功耗 (BLE) 设备的目标是在单个 CR2032纽扣电池上运行5年，并且通常以500Kbps或更低的低速率传输数据。在10秒内生成2MB数据的应用程序，例如旋转设备上的高端振动监测器，被排除在外。例如，每个大型电机可能有多达五个传感器。 多台电机通常距离很近，每15到20分钟发送一次数据。 换言之，2.4GHz 频段的无线通信是一个艰难的环境。在这样的环境中使用IEEE 802.11ah， 可以通过在具有更高物质穿透性的频带中实现高数据吞吐量来解决问题。
课题4：安全性安全要求对于工业监控应用很重要，尤其是在涉及控制时。IEEE 802.11ah可以提供业界最高的加密、认证和实现方法标准，并且由于它是一项新技术，唯一的安全标准是Wi-Fi Alliance®最新定义的 WPA3™。
课题5：频段拥塞一个鲜为人知的问题是，许多公司限制可以安装在其工业设施中的无线设备的数量、类型和频段。由于2.4GHz频段是全球范围内的非授权频段，收发器、报警器、控制系统等各种系统均工作在该频段。许多公司都经历过不同系统之间的干扰，以至于他们映射出哪些系统可以在哪些频率上运行。其他人被迫使用2.4GHz频段中未使用的频率，因为关键系统被优先考虑。如果不能适应这种情况，则不能使用重要性低的设备。有些设施甚至禁止使用传统的Wi-Fi。但是，支持IEEE 802.11ah的设备使用 920MHz频段，因此它们可以与2.4GHz频段上的关键基础设施共存而不会出现问题。
课题6：采用新技术的安全感在向客户介绍新技术时，总是会关心它的工作原理。IEEE 802.11ah(Wi-Fi HaLow™)由Wi-Fi Alliance®开发，包括使Wi-Fi成为世界上最成功的无线技术的所有功能。这让我们在实施时有一种安全感。
工业和户外环境中快速安全数据传输的可靠解决方案
Nexcomm Systems公司看到了IEEE 802.11ah解决工业领域无线通信挑战的潜力，并采用了SilexSX-NEWAH无线模块。通过Nexcomm Systems的网关/边缘计算连接到云，它有望为工业物联网提供动力。
Nexus工业边缘计算机
使用IEEE 802.11ah、Bluetooth®等技术与物联网设备通信，并通过 CAT-1蜂窝调制解调器提供互联网连接。采用符合IP68标准的铝压铸外壳，使其成为适合工业应用的坚固产品。通过引入Silex的SX-NEWAH模块，能够连接IEEE 802.11ah规格的接入点和IEEE 802.11ah规格的物联网设备，例如连接到直流电动发电机的振动传感器。
Nexus Panel边缘计算机
使用Silex的SX-NEWAH模块，实现IEEE 802.11ah通信。它还采用DIN导轨安装外壳，适用于工业面板应用。通过根据应用使用扩展板，可以根据应用集成附加功能，例如4端口以太网交换机和用于直接连接到传感器的I/O。它支持4-20mA、0-10V、数字开/关接口以及RS-485。
SensePoint Industrial
支持4到20mA，0到10V，实现数字ON/OFF接口，可以直接连接到各种传感器。使用Silex的SX-NEWAH模块，通过IEEE 802.11ah将传感器数据发送到Nexus Industrial或Nexus Panel网关。数据从网关发送到云端存储和可视化。
※本案例研究是从Silex美国公司"silex technology america, Inc."创建的案例研究翻译成中文的。
所记载的公司名称和产品名称是各公司的注册商标或商标。
关联情报
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远距离无线通信IEEE 802.11ah导入说明
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