新無線技術(shù)，如4G LTE、改進(jìn)的Wi-Fi以及低功耗的藍(lán)牙技術(shù)，將增加新設(shè)備的類型以及基于云的分析。在可以預(yù)見的將來，新技術(shù)將會與傳統(tǒng)的機(jī)器到機(jī)器(M2M)監(jiān)視系統(tǒng)共存。正如在本文中對水井監(jiān)視系統(tǒng)的研究所顯示的，新無線技術(shù)不會使現(xiàn)有的M2M數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和連接設(shè)備消失。新無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括：
■ 4G LTE。由于網(wǎng)絡(luò)工程師建造出的4G LTE網(wǎng)絡(luò)，可以提供極大帶寬和較低延遲，因此4G LTE提供的高帶寬將成為有線連接的替代方案。
■ 改進(jìn)的Wi-Fi。Wi-Fi技術(shù)的改進(jìn)，使得諸如傳感器等遠(yuǎn)程設(shè)備變得越來越小，越來越智能，也使得在網(wǎng)絡(luò)邊緣定位出無線智能設(shè)備變得越來越容易。
■ 低功耗藍(lán)牙技術(shù)(藍(lán)牙LE，也被稱為智能藍(lán)牙)。采用低功耗藍(lán)牙技術(shù)，僅用一塊電池，設(shè)備就可以運(yùn)行數(shù)月或數(shù)年，同時(shí)工程技術(shù)人員可以利用諸如平板電腦、智能手機(jī)等手持設(shè)備與其通訊。
這些新無線技術(shù)與傳統(tǒng)無線技術(shù)協(xié)同工作，為用戶帶來令人激動的新功能。
為實(shí)現(xiàn)該目的，網(wǎng)絡(luò)工程師需要適應(yīng)傳統(tǒng)的M2M技術(shù)，其中有些技術(shù)已經(jīng)有好幾十年的歷史了。必須對其做適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)備，以便能夠?qū)崿F(xiàn)從Modbus向TCP/IP的整合和轉(zhuǎn)換，以及無線傳輸多種數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。當(dāng)將數(shù)百萬更小、更智能、更強(qiáng)大的節(jié)點(diǎn)加入到網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需要利用無線技術(shù)來保證現(xiàn)有設(shè)備的連接和通訊。
遠(yuǎn)程水井監(jiān)視系統(tǒng)
在美國亞利桑那州的沙漠中，我建設(shè)了一個(gè)水井監(jiān)視系統(tǒng)試驗(yàn)場。這是為亞利桑那州皮納爾縣水井業(yè)主的消費(fèi)合作社建造的水箱監(jiān)視系統(tǒng)，其目的是通過監(jiān)測和匯集水泵電流，來預(yù)測系統(tǒng)故障。將智能或分析技術(shù)整合進(jìn)系統(tǒng)，使得系統(tǒng)可以檢測到隨時(shí)間發(fā)生的變化，并以此為依據(jù)做出決策。目前，系統(tǒng)可以發(fā)送SMS(短消息)給技術(shù)人員，以便搶在災(zāi)難性故障發(fā)生前安排維護(hù)工作。
當(dāng)實(shí)際環(huán)境可行時(shí)，我會傾向于在系統(tǒng)中使用新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。但是只要現(xiàn)有設(shè)備能夠繼續(xù)有效的完成其工作，并且費(fèi)用合理，就不對其做改變。為了更直觀的描述，可以想象一下一直保存在工具箱中的胎壓計(jì)。最新的、數(shù)字化設(shè)備更容易讀取數(shù)據(jù)。但是它們有時(shí)成本也更高，需要電池，而且更脆弱。
無論是現(xiàn)在或?qū)恚夁@個(gè)無線監(jiān)視應(yīng)用，將新無線技術(shù)與現(xiàn)有的、傳統(tǒng)的無線技術(shù)功能整合起來，需要考察以下4個(gè)方面。
1.集中采集和分析傳感器數(shù)據(jù)
在皮納爾縣現(xiàn)場，我最初的設(shè)計(jì)使用了無線I/O(輸入/輸出)，將來自壓力傳感器、電流傳感器、液位傳感器傳遞到無線調(diào)制解調(diào)器上，并通過無線調(diào)制解調(diào)器與現(xiàn)場的人機(jī)界面(HMI)連接。如圖1所示，這是一種傳統(tǒng)的收集某個(gè)區(qū)域所有數(shù)據(jù)的方式。但是必須人在現(xiàn)場才能看這些數(shù)據(jù)。
2.通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)增加無線網(wǎng)絡(luò)接入
后來，我在系統(tǒng)中增加了3G蜂窩路由器。通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)，可以提供到互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的連接，這樣就可以不必親臨現(xiàn)場。現(xiàn)在，只要能夠建立網(wǎng)絡(luò)連接，我就可以在任何地方查看數(shù)據(jù)。路由器有內(nèi)置的防火墻以及強(qiáng)大的安保協(xié)議，如果與虛擬私人網(wǎng)絡(luò)(VPN)聯(lián)合使用，那么，使用移動系統(tǒng)就和使用我個(gè)人的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施一樣安全。(見圖2)。但是請注意，我沒有必要拋棄Modbus傳感器、I/O無線發(fā)射器或者無線調(diào)制解調(diào)器。在現(xiàn)場增加蜂窩網(wǎng)絡(luò)，我只是擴(kuò)展了系統(tǒng)功能。并沒有全盤推倒，重頭再來，所以我也不需要更換現(xiàn)有的設(shè)備。
在這一點(diǎn)上，你可以說我僅僅是利用蜂窩路由器作為協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備，具有回程線路可供選擇。但是正如我將新的設(shè)備和新的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議增加到系統(tǒng)中一樣，我正在更好地利用路由器的強(qiáng)大功能所帶來的優(yōu)勢，將其作為具有多個(gè)回程線路的數(shù)據(jù)聚集器。舉個(gè)例子來說，現(xiàn)在我已經(jīng)將IP安保監(jiān)視器連接到路由器網(wǎng)絡(luò)端口，這樣我不僅可以遠(yuǎn)程監(jiān)視來自傳感器的數(shù)據(jù)，還可以實(shí)時(shí)查看現(xiàn)場。
