在 IoT 中,數據機是什麼?

從智慧恆溫計悄聲告知溫度調整,到工業機器傳送即時生產資料,無數個裝置參與這場無聲的對話,構成廣泛的資訊交換網路。此生態系統其中一個經常不會被看到的元素,就是數據機。那麼,什麼是數據機?

什麼是數據機? 

一個數據機擔任 IoT 裝置的翻譯器和橋樑。這是個輕巧的電子裝置,協助裝置透過無線的方式,連上網路並交換資料。基本上,它將裝置的內部資料 (經常是數位格式) 轉譯成適合已選取的網路格式 (如行動網路無線電或 Wi-Fi 訊號),反之亦然,可進行順暢的通訊。 

數據機如何運作? 

數據機中有納入數個階段,運作方式:

1.已生成了資料。 裝置中的感測器或內部流程,會建立資料。此資料可能會是任何資訊,從溫度讀數到健身追蹤器活動,或震動感測器警示都有可能。

2.資料已經過處理和包裝。裝置的應用案例處理器為自身的旅程準備資料。它確保資料已透過正確的方式格式化,讓網路可以理解。

3. 將資料傳送至數據機。應用處理器將已準備的資料交給 IoT 數據機,準備進行傳輸。

4.為了傳輸進行的變革。 數據機的內部組件,尤其是射頻 (RF) 前端,擔任訊號魔術師的角色。它將資料從其數位格式變成適合已選取的網路適合格式。在行動網路中,這可能會涉及將此網路變成無線電波。

5.接近網路。已轉換的資料 (在行動網路中則是無線電波),接著會由數據機傳輸至行動網路基地台或另一個網路存取點,依使用的通訊技術而定 (Wi-Fi、藍牙、LPWAN)。

6.資訊交換。網路基礎設施 (行動網路基地台或 Wi-Fi 路由器) 接收和解譯的資料,理解已編碼的訊息。依應用案例而異,資料可能會傳送至各種目的地:

雲端平台。 資料可能會傳送至雲端平台,進行分析和儲存。

另一個裝置。資料可能會傳送至另一個裝置,進一步處理或採取行動。

管理中心。資料可傳送至管理中心,以監控或觸發行動。想像訊息正被傳送至一個決策部門。

7.回應。 裝置可能會從網路接收指示,或從網路接收傳回的資料,這是對其起始訊息的回應。例如遙控中心可能會將指令傳送至智慧恆溫計,以依據收到的感測器資料調整溫度。

8.數據機至處理器。接收到的資料會經過數據機的處理單元,再傳送至裝置的應用處理器,做進一步的行動。應用案例處理器可用此資訊執行任務,或更新其內部狀態。

IoT 數據機類型 

分關鍵類型的概覽如下:

  • 行動網路數據機/SIM 卡數據機。這些數據機運用行動網路 (2G、3G、4G、5G) 進行廣域連線,適合遠端部署。

  • Wi-Fi 數據機。 它們將裝置連接本地 Wi-Fi 網路,為需要快速資料傳輸的應用案例,提供高頻寬通訊。

  • 藍牙數據機。它們建立短範圍無線連線,最適合讓穿戴裝置或一般裝置與鄰近設備交換資訊。

  • 低功耗廣域網路 (LPWAN) 數據機。它們專為具備長範圍通訊的低功耗功能所設計,適合有使用電池的裝置,如在大型設施中,廣泛裝設的農業感測器或工業監控設備。

依據特定使用案例中,什麼是數據機的目標而異,可選擇不同的類型。網路覆蓋範圍、資料傳輸率、功耗和成本,將會影響您的決策。

SIM 卡數據機使用的時機為何? 

產業

應用案例

描述

車隊管理

遠端資產追踪

行動網路數據機即時追蹤車輛位置、效能和車輛健康狀態,將路徑、燃油效率和駕駛安全最佳化。

庫存管理

資產追踪

用行動網路數據機追蹤重要資產 (貨櫃、設備、家畜),作為即時位置資料和防盜等用途。

環境監控

遠端監控

行動網路數據機可協助在遠端位置,執行環境狀況的遠端監控 (溫度、壓力、水質),以進行分析和介入。

智慧電表

雙向通訊

行動網路數據機可進行公用事業用量的即時監控 (水、電、瓦斯),以進行有效率的資源管理,以及可能省下的成本。

路燈管理

遙控和最佳化

行動網路數據機可依據即時係數,協助進行路燈的遙控和最佳化 (時間、天氣、行人交通),以減少能源消耗。

廢棄物管理

感測器式監控

垃圾桶上的行動網路連線感測器監控液位,可提供最佳化的收集路徑,減少收垃圾的次數。

工業自動化和 M2M 通訊

遠端機器監控

行動網路數據機可執行工業機械健康和效能的即時監控 (工廠、遠端地點),以進行預測保養。

工業自動化和管理

遙控和監控

行動網路連線促進工業流程的遙控和監控,因此可執行產線或關鍵基礎設施的自動化和最佳化。

聯網供應鏈

即時追蹤

行動網路數據機為整條供應鏈提供貨物和原料的即時追蹤,以改善物流效率和透明度。

農業

精準農業

行動網路數據機可執行土壤狀況、作物健康和灌溉系統的遠端監控,將資源用途和產量最佳化。

營造

聯網工地

行動網路數據機連接施工設備和感測器,可即時監控進度、工人安全和資產追蹤。

零售

銷售點系統

行動網路數據機在偏遠地點或臨時活動中的銷售點系統,提供可靠連線功能。

IoT 數據機和 IoT 模組之間的差異是什麼? 

答案經常是什麼是數據機、或模組可交替使用,不過有些技術上的差異: 

功能

IoT 數據機

IoT 模組

功能

讓裝置能透過無線的方式連接網路並交換資料。

讓裝置能透過無線的方式連接網路並交換資料。

整合程度

可能會是具備額外功能的更完整裝置 (SIM 卡槽、應用案例處理器)。

著重於核心通訊功能。可能需要其他組件,才能獲得完整功能。

認證

可能會有一些行動網路的預先認證,簡化整合過程。

一般需要整合至正在接受特定行動網路認證的成品。

焦點

IoT 裝置的網路連線實際功能。

核心通訊功能。

有哪些關鍵企業? 

亞洲尤其是中國,可能是成長最快的行動網路 IoT 數據機製造領域的先驅。這是因為重心放在主要製造商、產業政府支援、以及大型國內 IoT 市場上。北美洲和歐洲等其他地區,也有營業據點。 

製造商

網站

Sierra Wireless 

https://www.sierrawireless.com/

Quectel 

https://www.quectel.com/

Telit 

https://www.telit.com/

Gemalto (Thales Group) 

https://www.thalesgroup.com/en/markets/digital-identity-and-security/gemalto-website-has-moved-thales 

Huawei 

https://www.huawei.com/en/

u-blox 

https://www.u-blox.com/en/

Fibocom 

https://www.fibocom.com/

Wavien 

https://www.wavien.com/

Mezon 

http://www.meesoo.com/

Simcom 

https://en.simcom.com/

Moxa 

https://www.moxa.com/en/

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