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IoT 网络

頻出约 34 分钟5 个术语过去问 15 题

本单元目标

  • 能说明在 IoT 区域网络的构成中，设备、网关和服务器各自处在什么位置
  • 能按信号能传多远，区分同为低功耗无线的 LPWA 和 BLE
  • 能说明信标发送方与接收方的分工，以及边缘计算把处理放在现场附近的好处
术语总表（5 个）
术语一句话定位主要特点
IoTエリアネットワーク连接现场的 IoT 设备、经网关通往外部的网络现场一侧的网络无线、有线都可用，对外出口是网关
LPWA低功耗且覆盖范围广的 IoT 无线方式的统称面向广域的通信方式靠电池能用很久、传得远，但速度慢
BLE加入蓝牙的低功耗近距离无线规范面向近距离的通信方式纽扣电池也能长期工作，连接附近的设备
ビーコン按固定间隔持续发出识别信号的小型发射器发出信号的一方的装置多数使用 BLE，靠电池能用很久
エッジコンピューティング在 IoT 设备附近先处理数据、再发给服务器的方式关于把处理放在哪里的思路响应更快，通信量和服务器负载减少

术语

IoTエリアネットワークIoT 区域网络

在术语表中打开 IoTエリアネットワーク

IoT 区域网络（IoTエリアネットワーク）是在工厂、住宅这类有限范围内把传感器等 IoT 设备连在一起，再经 IoT 网关接到外部广域网和 IoT 服务器的网络。

  1. IoT 设备（传感器等）
  2. IoT 区域网络（无线 / 有线）
  3. IoT 网关
  4. 广域网
  5. IoT 服务器

IoT 网关是区域内通信与外部广域网之间的出入口设备，负责转发数据并转换格式。区域内的连接除了 ZigBee 这类近距离无线，也会用 PLC 这种有线方式，它让输电的电力线兼作通信线路。采用 多跳（マルチホップ），由一台设备接住另一台的信号再往下传，反复接力，就能覆盖比单台设备信号所及更大的范围。

类比就像一栋公寓楼：各个房间（设备）靠楼内的布线或无线连在一起，进出外面的马路都要经过大门（网关）。

记法网关的英文 gateway 里有 gate，就是“门”：把它记成隔开区域内外的那道门。

考点

  • 常考IoT 区域网络不只用无线，也能用有线搭建。比如把电力线兼作通信线路的 PLC 就属于有线方式。
  • 常考多跳（マルチホップ）是设备之间反复接力转发信号、以扩大通信范围的技术，IoT 区域网络中也会用到。

该术语的过去问 3 题 IoTエリアネットワーク

LPWALPWA

在术语表中打开 LPWA

LPWA（Low Power Wide Area）是兼顾低功耗与广域覆盖的 IoT 无线通信方式的统称，代价是通信速度低。

如果只是发送温度、读数这类小数据，速度低一些也几乎不碍事。它仅靠电池就能运行以年计的时间，信号可达几公里到几十公里，因此适合从分散在大片区域的设备收集数据。

类比好比一位邮差：大件包裹运不了，却几乎不耗燃料，一直把信送到很远的村子。

记法名字里只有 Low Power（低功耗）和 Wide Area（广域），没有任何表示“快”的词。

考点

  • 常考LPWA 是把功耗和传输距离放在速度之前的方式。因此通信速度比不上无线局域网（無線LAN）和手机通信，但功耗比无线局域网少。
  • 常考LPWA 的覆盖范围远大于近距离使用的无线局域网。它不仅比无线局域网省电，与第四代手机通信（4G）相比也同样省电。

该术语的过去问 3 题 LPWA

BLEBLE

在术语表中打开 BLE

BLE（Bluetooth Low Energy）是蓝牙（Bluetooth）中新增的一项低功耗的近距离无线通信规范。

它是 Bluetooth 4.0 加入的规范，耗电少到用普通纽扣电池也能长期工作。适合偶尔发送少量数据的传感器和可穿戴设备。

类比不是一直大声说话，而是有事时才对身边的人轻声说一句。

记法LE 是 Low Energy 的缩写，意思是“节能”，可以读作蓝牙的节能版。

考点

  • 常考BLE 反复“短时间发送少量数据、然后休眠”，以此压低功耗，因此用纽扣电池也能长期工作。
  • 常考BLE 被用来以低功耗连接 IoT 设备和附近的 IoT 网关（IoTゲートウェイ），也可用来掌握收发两端设备之间的距离。
  • 易混BLE 和 LPWA 都是低功耗，但 BLE 用于近距离，是蓝牙规范之一；LPWA 则是可达数公里以上的广域方式的统称。

该术语的过去问 3 题 BLE

「LPWA」与「BLE」的区别

比较点LPWABLE
关键信号可达距离数公里到数十公里的广域同一房间或建筑物内的近距离
功耗少（靠电池可用数年）少（纽扣电池可长期使用）
定位广域无线通信方式的统称作为蓝牙一部分制定的规范
适合的用途从分散在大片区域的设备收集数据连接身边的设备或附近的网关

ビーコン信标（Beacon）

在术语表中打开 ビーコン

信标（ビーコン）是一种按固定间隔持续发出自身识别信号的小型装置，收到信号的终端可据此得知自己就在它附近、并推断所在位置。

  1. 信标（发射器）
  2. 智能手机等接收终端
  3. 应用显示信息

应用显示与终端所在位置相符的指引或信息。

3 / 3

大多数信标用 BLE 发送，靠电池可以长期工作。智能手机等接收方根据信号强弱估算与发射器的距离，再通过应用显示适合该位置的信息。即使在卫星信号难以到达的建筑物内，也能以安放发射器的位置为参照来确定自己在哪儿。

类比就像夜晚海上的灯塔按固定节奏发光，船只看到后便知道自己在哪儿。

记法英文 beacon 原指烽火、灯塔之光这类向远方传递信号的标志。

考点

  • 易混信标只是发出识别信号的一方，估算距离和位置的是收到信号的终端。

エッジコンピューティング边缘计算

在术语表中打开 エッジコンピューティング

边缘计算（エッジコンピューティング）是在 IoT 设备附近放置计算机来处理数据，再把结果发送给 IoT 服务器的方式。

在服务器集中处理先在边缘处理再发送
处理地点远处的 IoT 服务器IoT 设备附近的计算机
网络上传输的数据量原始数据全部发送，所以多筛选后再发送，所以少
响应所需时间要等与服务器往返，所以长在现场附近判断，所以短
服务器负载设备越多越重现场一侧分担一部分，所以减轻

由于在现场附近处理，不必等待与远处服务器往返就能响应，适合要求即时响应（实时性）的控制。发送前先筛选数据，还能减少网络上的流量和服务器负载。

类比就像不是事事都请示总公司，分店能定的事就在分店办完，只把结果上报总公司。

记法edge 意为“边、边缘”。从网络中心的服务器看过去，边缘就是现场一侧，把处理放在那里。

考点

  • 常考边缘计算让放在 IoT 设备旁的计算机承担处理，以降低 IoT 服务器的负载、提高实时性（リアルタイム性）。
  • 常考在现场一侧只取出数据中需要的部分、减少数据量后再发给服务器，这种形态也属于边缘计算。
  • 易混按处理放在哪里来比较，云计算（クラウドコンピューティング）把处理集中到远处的数据中心，边缘计算则放在 IoT 设备所在的现场一侧。

该术语的过去问 2 题 エッジコンピューティング

要点

  • IoT 区域网络是连接现场 IoT 设备的范围，要经 IoT 网关才能接到外部广域网和 IoT 服务器。
  • 区域内的连接除无线外，也会用 PLC 这类以电力线为通信线路的有线方式，还可以靠多跳扩大范围。
  • LPWA 靠电池能用很久、信号传得远，代价是通信速度低。
  • 信标是按固定间隔持续发出识别信号的小型发射器，发送时常用 BLE。
  • 边缘计算把处理放在 IoT 设备附近，加快响应，并减少通信量和服务器负载。

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