物联网(IoT)正在改变广泛的行业和部门，带来了前所未有的自动化、智能和连接水平，其价格/性能是以前无法想象的。让我们来谈谈一些物联网设备的例子，以展示我们的世界正在变得更加连接的方式。首先，什么产品和应用程序通过物联网设备连接，为什么?
在消费领域，我们看到了许多不同的家庭自动化应用，如智能恒温器、连接门铃、智能咖啡机和联网冰箱，它们正在改变消费者对个人基础设施的思考方式和与之交互的方式。
然而，在商业和工业领域
物联网的影响最大提高效率、准确性、安全性和安全性，并提供数据、报告、警报和见解。
在能源和工业领域，我们看到了智能电表、远程油箱监控和电动汽车充电站。智慧城市正在部署物联网来创建互联照明、交通管理系统和智能交通系统。精准农业带来了更高的作物产量和更低的成本，并创造了具有前瞻性的效率
对环境产生积极影响．在零售环境中，物联网正在显著改善从智能自动取款机到数字标牌和售货亭的一切。
在物联网硬件和连接方面(使物联网成为现实的底层基础设施)，Digi为您的应用程序开发提供重要的物联网设备，或与关键供应商密切合作。我们将在这篇博文中讨论的物联网设备的例子包括:
- 传感器
- 无线电设备
- 模块系统(SOMs)和单板计算机(sbc)
- 网关
- 细胞的路由器
此外，我们将讨论用物联网设备构建无线应用程序的另一个重要方面:企业设备管理软件，该软件提供了有效监视已部署设备网络所需的中央监控、管理和决策洞察。Digi提供企业级软件，以管理广泛的设备和组件组合，改善正常运行时间，并增强安全性。
传感器在物联网应用中有什么作用?
在物联网设备和应用中，传感器在从石油和天然气到农业、C&I计量、工业罐、城市污水系统、安全系统等广泛的用例中充当装置的“眼睛和耳朵”。Digi的各种合作伙伴提供了各种各样的组件，可以监控和捕获环境数据——运动、温度、湿度、体积、压力、流量、加速度、声音、光——基本上是任何以某种方式移动或波动的东西。
传感器将其发现转换为人类可读的格式显示在传感器位置，或将数据传输到中央服务器进行阅读或进一步处理。在许多情况下，传感器报告将启动一个流程。这可以是任何事情，从水流管理到打开风扇或灌溉系统或发送警报。
传感器的常用用途
- 农业(例如土壤状况和湿度)
- 油罐监控
- 流量计量
- 气位监测
选择传感器的注意事项
当您为物联网应用选择传感器时，需要考虑的一些关键因素是精度、环境条件、温度/湿度操作条件、范围(上限和下限)、校准和成本。您部署的传感器必须设计得能够承受将要安装它的环境。由于许多传感器工作在恶劣的户外环境中，通常必须24x7最佳工作，这是一个关键的考虑因素。
无线电设备在物联网应用中做什么?
射频模块在装有发射机和接收器的两个设备之间无线发送信号。对于许多应用，射频模块是理想的原因如下:
- 他们不需要你从头开始设计无线电电路
- 在数码网络XBee®无线电，他们有FCC和其他需要的认证。
- 他们使用未经许可的频谱。
- 更重要的是，它们的传输不需要视线连接，可以延伸许多英里。
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物联网设备如何通信?
无线电设备的一般用途
- 工业自动化
- 智慧城市照明
- 智能农业
- 数字标牌
- 太阳能领域
- Rideshare应用程序
选择无线电设备的注意事项
电子无线电设计是出了名的复杂，因为无线电电路的灵敏度和特定频率所需的组件和布局的准确性。
此外，必须仔细监视制造过程，以确保射频性能不受不利影响。无线电电路通常受到辐射排放的限制，这就需要由标准组织(如ETSI或美国联邦通信委员会(FCC))进行遵从性测试和认证。
由于这些原因，许多设计工程师发现，“放入”一个预先制作的、预先认证的无线电模块比尝试一个离散的设计更容易，这节省了开发上的时间和金钱。
射频模块通常用于消费应用(如车库门打开器)和无线报警/监控系统，以及工业遥控和智能传感器应用。它们正日益取代旧的红外通信应用程序，因为它们不需要视线进行操作。
商用射频模块中最常用的频率是工业、科学和医疗(ISM)无线电波段(如433.92 MHz、915 MHz和2.4 MHz)。使用这些频率是因为有关使用无线电进行通信的国家和国际条例。近程设备也可以使用未授权频谱的可用频率，如315兆赫和868兆赫。
射频模块可以遵循射频通信的定义协议，如Zigbee、低能耗蓝牙或Wi-Fi，或者它们可以实现专有协议。与射频模块不同，蜂窝无线电模块以类似的方式工作，蜂窝无线电模块直接连接到基站进行通信，而射频模块需要网关才能与外部世界——互联网进行交互。
系统模块和单板计算机在物联网应用中做什么?
一个
模块上系统将一个系统功能集成在一个模块中，为嵌入式物联网系统带来简单和智能。
对于物联网应用，集成无线连接(包括Wi-Fi、蓝牙和蜂窝连接)可在许多场景中广泛部署。低功耗也是一个优先考虑的问题。SOMs的一个显著好处是，它们减少了开发基于pcb的设计的时间和成本。SOMs提供了优秀的设计可重用性，并且可以集成到许多嵌入式计算机应用程序中。
一个
单板计算机提供在单一电路板上构建的整个计算机，包括微处理器、内存、输入/输出和连接。与台式个人电脑不同，sbc通常没有扩展插槽。Digi sbc依赖于NXP微处理器，并提供预先认证的Wi-Fi和蓝牙连接、优越的电源管理和企业级安全性。
SOMs和sbc的常用用途
- 医学成像
- 精密护理等医疗设备
- 精准农业
- 电动汽车和电动汽车充电站
- 互动亭和自动售货机
选择SOMs和sbc的注意事项
为您的应用程序选择正确的产品是一个重要的评估过程。在评估和原型设计阶段，开发团队通常从单板计算机开始，然后确定最终设计的SOM，该SOM提供最终应用程序的形状因素、连接特性和性能要求。
一些重要的因素是开发环境以及是否有支持库和文档。例如，Digi模块上系统和sbc构建在开源操作系统上，并由库和文档支持，以帮助推动快速原型和开发，并确保快速上市。你可以阅读更多关于Digi的信息卡塔尔世界杯8强即时走地
索姆而且
SBCs在Digi.com上。
网关在物联网应用中做什么?
一个
网关是一种物联网设备，作为互联网(云)和控制器、传感器和其他物联网硬件之间的连接点。所有移动到云上的数据，或移动到云上的数据，都要经过网关，网关可以是专用的硬件设备，也可以是软件程序。
通过物联网应用，传感器每秒可以产生数千个数据点。网关在将数据发送到云之前在本地处理数据，这将需要转发的数据量降至最低。因此，响应时间和网络成本显著提高。
物联网网关还可以为物联网网络及其传输的数据提供额外的安全性。由于物联网网关可以双向管理信息，因此通过篡改检测、加密、硬件随机数生成器和加密引擎，可以保护数据不泄漏，防止物联网设备被破坏。
网关的常用用途
- 连接无线电设备
- 连接互联网
- Railside通信
- 边缘计算中的数据加密与管理
- 传感器通信
选择网关的注意事项
网关可以在各种场景下运行，从温度管理的室内装置到远程室外装置。当应用程序要求网关在恶劣的环境中工作时，重要的是选择具有硬化外壳的网关，其设计能够承受极端温度、湿度和振动等环境因素。
蜂窝路由器在物联网应用中有什么作用
蜂窝路由器通过蜂窝网关提供共享的Internet访问。标准的无线接口使得支持网络的设备可以很容易地共享连接。蜂窝路由器通过信号塔接入互联网。
没有有线连接，因此蜂窝路由器可以在移动中创建Internet网关，比如在移动的火车上，或者在没有固定线路的地区，或者作为替代连接的故障转移手段。
蜂窝路由器的常用用途
- 零售和企业业务连接
- 运输系统(例如调度和操作员之间的通信、安全系统和车载Wi-Fi)
- 数码标牌、自动柜员机及资讯亭
- 全球定位系统(GPS)的路由
- 智能电梯
今天，有了蜂窝路由器，比如
First-Net Ready™Digi®TX54，可安装集成Band 14功能的蜂窝路由器，为急救人员提供先发制人的蜂窝通信
扩展主用户在发生紧急情况或灾难性事件时
蜂窝路由器的注意事项
路由器的选择范围非常广泛，因为路由器的用途非常广泛，从小型网络上的简单数据路由到为第一反应者提供的先发制人的紧急响应通信。路由器可以用于内部环境，也可以用于面临温度、湿度、振动和其他环境因素急剧变化的坚固的户外装置。
此外，路由器具有广泛的特性，这取决于连接需求，通信是来自固定点还是移动点，安全的应用程序需求，通信分区，与多个运营商的蜂窝连接，以及业务用例的故障转移需求。
为了帮助客户评估适合他们应用的路由器，Digi为蜂窝路由器提供了三种不同的类别:
接触数码网络为您的应用需求选择合适的蜂窝路由器提供咨询或建议。
路由器、网关和扩展器之间的区别
当谈到蜂窝通信硬件时，首先要解决的设备是调制解调器，它基本上是一个“哑巴”设备——不智能，也不能编程。调制解调器简单地将流量从A点发送到B点，不需要任何操作或数据保护。相反，路由器或扩展器是一种高度智能的设备。事实上，每个数字路由器实际上都包含一个蜂窝调制解调器，而且大多数数字路由器甚至支持具有双sim卡的多个蜂窝运营商。
一个高质量的路由器还应该提供一个健壮的防火墙来处理包级别的流量检查，协调传入的流量和传出的请求，并支持多种类型的隧道选项以保证数据安全，如IPSec、GRE、L2TP、PPTP，甚至是开放的VPN。许多工业级蜂窝路由器包含输入/输出或I/O选项，用于处理现场设备的简单操作，如关闭过热的泵。
蜂窝网关不具备路由器所具备的网络流量控制程度，但它通常提供简化的配置。网关通常有一个板载编程模型或简单的控制选项。根据定义，网关提供协议转换。所以它可能是Zigbee，硬连线，Modbus到蜂窝，甚至其他技术。涉及到蜂窝网关的选项有很多。
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蜂窝路由器、扩展器和网关:有什么区别?
企业设备管理软件
为了让物联网解决方案满足您的需求，拥有企业设备管理软件来成功部署和管理您的设备至关重要。一旦部署，您的设备可能无法在物理上访问，或者您的部署规模可能使手动管理设备非常不切实际。企业管理软件等
数字远程管理器®(Digi RM)允许您的团队在设备到达最终位置后，成功地将项目从概念验证一直推进到设备部署和长期管理。
物联网设备必须经常在配置、功能和安全方面进行更新，以满足当前的业务需求。适当的管理解决方案可使管理员快速、安全地更改配置、更新固件或向物联网设备推出安全补丁。该软件允许您从任何地方访问物联网设备的数据，无论是在家庭办公室还是在现场，以及将这些数据集成到您自己的云平台。
像DRM这样的企业设备管理软件还允许您通过文本、电子邮件或内部管理软件轻松获得关于网络健康和设备状况的详细报告和实时警报，这在以前是不被注意到的。
行动中的物联网:物联网设备的用例
在设计物联网设备部署时，没有万能的方法。下图展示了一个工业物联网(IIoT)用例中的物联网设备示例，其中数据从多个点收集，然后通过蜂窝物联网设备路由到云，在云中各种设备和最终用户应用程序可以访问和管理这些信息。
也许理解物联网的力量和范围的最好方法是看看领先的组织如何应用数字物联网硬件为狭小的空间和遥远的地方带来更大的智能、速度和连接。这里有一些用例来说明物联网如何帮助您的组织提高效率和改进流程。
- 智能路灯:街道和公共场所的照明是地方政府的一项主要支出。嵌入路灯中的物联网设备使市政当局能够无线和远程监控和管理相关参数，并控制路灯——从在特定时间调暗灯光到设置时间表以节约能源。智能路灯使城市能够监测道路、公园、中转站和其他公共区域的路灯状态，以提高安全和保障，降低运营成本，减少二氧化碳排放，优化维护时间表。
- 公共交通:交通运输机构部署物联网解决方案，以促进车辆和控制中心之间的通信。物联网设备还支持乘客Wi-Fi，从车载计算机和传感器收集实时诊断，实时收费，移动售票，并通过车辆跟踪和远程视频访问增强安全和保障。
- 智能计量:物联网可以为智能计量提供连接的解决方案，简化IT支持和相关费用，同时将计量数据传输到SCADA软件和/或其他数据库，并将其转化为有价值的知识。物联网解决方案提供最高水平的安全性和可靠性，消除不必要的布线成本，减少安装时间。因此，您可以轻松地监视远程设备并获得实时消耗指标。更重要的是，长寿命物联网应用可以通过部署无线传感器网络，而不是要求人们前往危险的工作环境，提高工人的安全和效率。
- 废物管理:物联网是水、废物和废水管理的理想解决方案，其能力是提高效率、削减成本和提高运营控制。在井、电梯站、下水道和其他水处理系统中部署物联网设备进行无线监测，在最恶劣的环境中提供远程通信。物联网连接了本地和远程资产，使处理设施更容易升级、自动化和管理关键控制系统。确保水位、流量和其他关键监测和性能数据及时、一致和准确地提供。Digi的连接解决方案专门设计用于处理水和污水处理厂监控、SCADA通信、化学品使用、泵房和流量控制——甚至远程视频监控的需求。您的工厂经理可以设置阈值和警报，减少或消除手工流程，并优化安全和保障——特别是在危险的工作区域——以避免溢出和监管处罚。
- 资讯亭及数码标牌:物联网使kiosk运营商能够部署具有可靠、负担得起的互联网连接的综合解决方案。这使您能够在无人值守的环境中接受信用卡(符合PCI-DSS 3.0)，并执行与维护库存和其他关键操作信息的数据中心之间的M2M传输。如果您正在操作数字标牌，您可以在分散的位置实时更新内容。物联网消除了不必要的布线和挖沟成本，大幅缩短了安装时间。通过全面的设备管理和服务，您可以轻松地监控、管理和限制现场支持。
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物联网正在彻底改变美国和世界各地的大量市场。为了在你的市场上追赶并超越竞争对手，无论是能源、智慧城市、医疗、工业、零售还是交通，物联网设备是获得优势的关键，如允许自动化、提高效率、获得智能、收集数据指标，以及允许连接和通信。
在今天的市场中，由于技术的发展使得功能更强大的设备价格更低，颠覆变得更容易，而且可以迅速蔓延到广大的细分市场。商业和工业空间正在实现物联网带来的许多收益和利润。例如，像Progressive和Redbox这样的公司已经在物联网领域使用了新技术，超越了那些曾经被认为不可企及的公司，比如好事达(Allstate)和百视达(Blockbuster)。
在物联网硬件方面，Digi是您在所有物联网方面的合作伙伴和促进者。我们有一整套的产品组合，旨在帮助您应对业务中出现的新挑战，以及长期的专业知识，帮助您使用上述任何和所有物联网产品导航这一旅程。
Digi可以在任何阶段支持您的物联网评估或开发计划。我们的
无线设计服务团队可以支持应用程序原型、开发、测试和上市计划，以及我们的
专业服务团队可以通过Digi蜂窝设备帮助现场调查、规划和物联网部署。
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注:本博客最初发布于2019年，于2021年4月更新。