| 挑战 Nexcomm Systems为工业和户外应用以及重型车辆和工作卡车设计蜂窝网关和传感器集线器。但是，这些环境对使用传统无线技术提出了几个挑战，包括对更长信号范围、更高数据吞吐量、更高安全性以及易于设置和安装的要求，并且这些领域的信号穿透性往往存在问题。 解决方案 为了应对在工业环境中使用无线通信的挑战，Nexcomm Systems在其几款产品中添加了Silex Technology的SX-NEWAH 这款802.11ah模块，这是业界首款用于物联网（IoT）设备的802.11ah 的Wi-Fi解决方案。与使用900MHz频段的其他LPWA技术相比，Wi-Fi HaLow在使用最小功率的同时，为长距离智能设备的安全连接提供了更高的数据吞吐量。 |
Nexcomm Systems开发了将物联网设备连接到云端进行监控的解决方案。该公司在该行业拥有丰富的经验，因为20多年来一直为工业和重型车辆应用提供基于蜂窝的系统。基于数十年的经验，他们了解这些市场的独特需求，并创建了传感器中心、网关和云平台来满足这些需求。
更具体地说，其设备中使用的传感器集线器包括最常见的传感器电气接口，因此几乎任何传感器都可以连接，而不需要特殊的硬件或软件开发。传感器数据通过蜂窝链路发送到云端，从那里，数据可以在Nexcomm的云服务或客户的云服务上存储和分析，如图1所示。
图1. 显示物联网传感器和数据消费端设备之间通信工作原理的图表。
上图翻译：
| 设备 | 有线或 无线连接 |
安全性 | 分析服务器 | 按需提供数据和警报 | |
| 连接服务、数据库、应用服务 | 设置、控制和监视 | ||||
| 设备 | 连接点网关 边缘点、边缘计算机 |
无线/蜂窝网/有线网连接 | 云服务 | 实时趋势分析和报告 |
应对使用有线和Wi-Fi解决方案实现物联网设备连接的挑战
由于Nexcomm System的解决方案用于工业环境，传感器集线器和网关必须稳定耐用，并设计为能够承受电压浪涌、反向电压和静电放电（ESD）。因此，他们的设备采用带防水连接器或线夹的防水外壳，因此可以部署在恶劣、肮脏的工业环境以及重型设备和工作卡车中。
除了这些普遍的环境挑战外，在这些工业环境中运营也给连接带来了许多其他市场所没有的挑战。传统上，许多工业控制器和设备被设计为使用已经存在多年的有线技术，包括RS-485和CAN总线，以及最近的工业以太网。然而，在这些环境中铺设电缆是昂贵的，在许多情况下，根本不可能，因为这将涉及在旋转设备周围或重型卡车行驶的区域铺设数千英尺的电缆。因此，必须使用无线解决方案。
但是使用Wi-Fi也有其自身的一系列挑战，这使得在这种环境中使用传统的2.4GHz和5GHz无线技术也很困难。让我们来看看Nexcomm Systems在开发其连接解决方案时面临的六个关键挑战，以及他们是如何使用较新的Wi-Fi HaLow技术而不是传统的Wi-Fi解决方案来克服这些挑战的。
挑战1：范围
传统无线技术的范围通常在几百英尺左右。虽然使用高增益天线和信号放大器，这个范围可以扩展到几千英尺，但许多工业设施都有大型园区，里面有许多建筑物、垃圾填埋场和矿山，占地数百英亩。通过使用900MHz频段，Wi-Fi HaLow可以实现2.4GHz距离范围的2.5倍，使系统能够覆盖更大的区域，而无需添加额外的硬件。
挑战2：穿透性
工业场所对无线电信号的工作环境并不友好。墙壁、车辆和许多金属结构会阻挡无线电信号并限制其有效性。通过在900MHz频段运行，Wi-Fi HaLow比2.4GHz技术更好地穿透障碍物，使HaLow成为在机器周围集成Wi-Fi的更好解决方案。
挑战3：数据吞吐量
市场上的大多数无线技术对物联网应用都有非常具体的看法。它们适用于在小电池上运行时偶尔发送少量数据的传感器应用。例如，蓝牙低功耗（BLE）设备的目标是在2032纽扣电池上运行五年，这意味着它们通常以较慢的速率传输数据，通常低于500kbps。世界上有数十亿台设备属于这一类别，这是一个非常有效的应用示例，但它无法覆盖许多其他应用，例如旋转设备上的高端振动监测器，它可以在10秒内产生2Mb的数据。大型电机每个可以有多达五个传感器。几个电机通常非常接近，每15到20分钟可以读取一次读数。在2.4GHz无线电难以传输信号的环境中，这会产生比传统技术所能支持的更多的数据。Wi-Fi HaLow通过在这些环境中具有更好穿透性的频带中提供高数据吞吐量来解决这个问题。
挑战4：安全
安全是工业监控中任何讨论的重要组成部分，尤其是在涉及控制的情况下。Wi-Fi HaLow包括加密、身份验证和集成的行业标准。此外，由于Wi-Fi HaLow是一项新技术，用户不必担心与使用WPA2的较旧的不太安全的产品的向后兼容性，因为Wi-Fi HaLow只使用Wi-Fi联盟定义的最新安全标准WPA3。
挑战5：频谱
工业现场面临的一个鲜为人知的问题是，许多公司正在限制其设施中部署的无线设备的数量、类型和频带。由于2.4GHz是一个全球未经许可的频段，因此各种系统都在这个频段上运行，从对讲机到报警器再到控制系统。许多公司正在经历不同系统之间的干扰，现在正在划分哪些系统可以在哪些频率下运行。他们优先考虑关键系统，其他一切都必须通过移动到频带中未使用的频率来适应这些系统。如果它不能容纳关键系统，就不能在他们的设施中使用。一些设施甚至禁止在其物业内使用传统的Wi-Fi。由于Wi-Fi HaLow使用900MHz频段，因此使用Wi-Fi HaLow的设备不会与关键的2.4GHz基础设施产生冲突。
挑战6：新技术带来的舒适度
当将一项新技术带给客户时，人们总是担心它将如何运作。不久前，专有技术还统治着市场，每家公司都各行其是。HaLow由Wi-Fi联盟开发，包括使Wi-Fi成为世界上最成功的无线技术的所有功能。这立即为技术提供了一定程度的舒适感，，而不必努力说服客户它具有您所声称的功能。
通过802.11ah SX-NEWAH模块将Wi-Fi HaLow引入Nexcomm系统技术
为了应对上述与Wi-Fi HaLow讨论的挑战，Nexcomm Systems将Silex Technology 的SX-NEWAH模块集成到其一些工业通信产品中，该模块是业界第一个在Sub-1GHz免许可禁令下运行的IEEE 802.11ah 规格的Wi-Fi模块。
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| 配备蜂窝网关的Nexus Industrial边缘计算机，使用Wi-Fi HaLow、蓝牙和其他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。它是一款坚固的产品，具有IP68压铸铝外壳，用于工业应用，如图2所示。对于该设备，SX-NEWAH模块使802.11ah Wi-Fi HaLow接入点能够与支持802.11ah Wi-Fi Ha Low的物联网设备（如连接到直流电动发电机的振动传感器）通信。 | 配备蜂窝网关的Nexus面板边缘计算机，使用SX-NEWAH模块提供类似的功能，但采用DIN导轨安装封装，适用于工业面板应用。子卡可用于根据应用集成其他功能，包括4端口以太网交换机或用于直接连接传感器的I/O。它支持4-20mA、0-10V和数字开/关接口以及RS-485。 | SensePoint Industrial提供多个4至20mA、0至10V和数字开/关接口，可直接连接到各种传感器。它使用SX-NEWAH模块，通过Wi-Fi HaLow将传感器的数值发送到Nexus Industrial或Nexus Panel网关。然后，网关将这些值报告给云端进行存储、报告和可视化显示。 |
Nexcomm Systems认为802.11ah Wi-Fi HaLow具有很大的潜力，可以通过使用更准确、更频繁的传感和更简单的部署，将物联网体验提升到一个新的水平。通过利用802.11ah Wi-Fi技术，并将Silex technology 的SX-NEWAH模块整合到其产品设计中，Nexcomm Systems的网关/边缘计算和云连接已做好充分准备，以增强工业物联网世界。
