Trong số các xu hướng này, đầu nối RF, đầu nối F và cáp, cũng như hàng loạt công nghệ không dây, những xu hướng này có thể chỉ tiếp tục. Dữ liệu tốc độ cao, mạng doanh nghiệp và các ứng dụng Internet vạn vật trong công nghiệp đang tận dụng tối đa các hình thức linh hoạt và độ bền khác nhau.
Mặc dù hầu hết các cuộc thảo luận xung quanh Internet of Things (IoT) đều liên quan đến các thiết bị và ứng dụng thương mại mới, nhưng bản chất của làn sóng công nghệ mới này là kết nối các cảm biến, bộ truyền động và hệ thống điều khiển thông qua Internet. Xu hướng này áp dụng cho các hệ thống tiêu dùng, thương mại, doanh nghiệp và công nghiệp. Nếu có thể, điều khiển/giao diện và giao tiếp đều được hoàn thành thông qua các hệ thống đặc biệt, không có khả năng truy cập thông thường hoặc sự phát triển cộng đồng mở của công nghệ Internet. Công nghệ sử dụng chính của chức năng này là kết nối RF, chủ yếu thông qua đường truyền RF hoặc giao tiếp không dây. Trong ngăn xếp Internet of Things, kết nối RF được sử dụng cho hầu hết mọi thành phần phần cứng, từ phần cứng thiết bị, hệ thống liên lạc, hệ thống đám mây/doanh nghiệp đến ứng dụng web/di động của người dùng cuối.
Mục tiêu của bài báo này là thảo luận về tính phổ quát và chi tiết của công nghệ kết nối RF trong ứng dụng của Internet of Things. Cuộc thảo luận này sẽ bao gồm tổng quan về các công nghệ kết nối RF và vị trí của các công nghệ này trong toàn bộ ngăn xếp Internet of Things.
Ngăn xếp Internet vạn vật, cảm biến, bộ truyền động, phần cứng thiết bị, mạng liên lạc, ứng dụng mạng/di động và hệ thống doanh nghiệp đều có thể dựa vào kết nối RF, cho dù thông qua đường truyền hoặc liên lạc không dây.
1. Thiết bị bên ngoài: cảm biến, cơ cấu chấp hành và bộ điều khiển.
2. Phần cứng thiết bị: mô-đun giao tiếp;
3. Phần sụn của thiết bị.
4. Hệ thống thông tin liên lạc: hạ tầng mạng đường dài, hạ tầng mạng trong nhà, truyền thông không dây.
5. Nền tảng phần mềm.
6. Ứng dụng mạng/di động.
7. Hệ thống doanh nghiệp.
8. Hệ thống công nghiệp.
Đối với ứng dụng của Internet vạn vật, có hai cách chính để sử dụng năng lượng điện từ trong phần tần số vô tuyến của quang phổ. Do ứng dụng của Internet of Things thường sử dụng năng lượng RF ở tần số dưới 6GHz nên các phương thức kết nối RF bao gồm đường truyền, mạng một chiều, hai chiều và mạng không dây. Các loại đường truyền RF phổ biến trong Internet of Things bao gồm cáp đồng trục RF và đầu nối (cáp lắp ráp) và cáp băng (microstrip). Nói chung, các đường truyền ruy băng được sử dụng cho vỏ thiết bị và bảng mạch in để dẫn các thành phần cáp đồng trục RF hiệu quả hơn trong các mô-đun phần cứng và giao diện đầu nối đặc biệt. Chúng được sử dụng rộng rãi ở tất cả các cấp của ngăn xếp Internet of Things:
Kết nối các mô-đun trong thiết bị hoặc khung máy.
Là một phần của các thành phần đầu nối nhiều chân phức tạp được sử dụng trong các hệ thống hoặc thử nghiệm công nghiệp/doanh nghiệp.
Là một kết nối chống nhiễu và suy hao thấp giữa cảm biến/bộ truyền động/hệ thống điều khiển và thiết bị liên lạc.
Kết nối mô-đun không dây với ăng-ten.
Các ứng dụng kỹ thuật số tốc độ cao dưới dạng kết nối có độ chính xác cao.
Ứng dụng mạng đường dài.
Ứng dụng mạng trong nhà.
Nó được sử dụng rộng rãi trong các mạng di động, mạng không dây và hệ thống phát sóng không dây.
Thiết bị di động và hệ thống máy tính, với mạng không dây và mô-đun truyền thông.
Kết nối tần số vô tuyến không dây là một cách sử dụng chính khác của công nghệ tần số vô tuyến và Internet vạn vật, đồng thời đã nhận ra một số lượng lớn các ứng dụng Internet vạn vật. Mặt khác, các ứng dụng này không khả thi nếu sử dụng đường truyền hoặc các kết nối có dây khác. Kết nối RF không dây cho phép đặt các thiết bị và hệ thống Internet of Things trong các ứng dụng di động, hệ thống mô-đun và không gian, nếu không, nó sẽ mang lại những thách thức về chi phí, độ phức tạp hoặc vận hành đối với kết nối có dây. Hệ thống truyền thông không dây dựa trên các tiêu chuẩn truyền thông không dây độc đáo khác nhau.
Công nghệ kết nối RF có thể đạt được khả năng truyền tín hiệu chất lượng cao, chống nhiễu hoặc hoạt động rất linh hoạt, tiêu thụ ít năng lượng và di động, tùy thuộc vào việc nó sử dụng đường truyền RF hay hệ thống liên lạc không dây. Do đó, kết nối RF rất hữu ích trong toàn bộ ngăn xếp Internet of Things, chủ yếu được sử dụng để kết nối thiết bị và phần cứng ngoại vi, mạng không dây và liên lạc, cũng như các hệ thống doanh nghiệp và công nghiệp.
Các thiết bị ngoại vi của Internet of Things, đặc biệt là cảm biến, bộ truyền động và bộ điều khiển, thường được lắp đặt trong hoặc gần các khu vực chính nơi thu thập thông tin hoặc thực hiện các chức năng. Việc sử dụng các thiết bị ngoại vi của Internet of Things ngày càng tăng, có thể bao gồm cảm biến nhiệt độ/độ ẩm hoặc thông tin môi trường khác, kích hoạt khóa cửa hoặc truy cập an ninh, điều khiển động cơ hoặc cung cấp năng lượng cho các phụ kiện. Có thể có nhiều ứng dụng trong tương lai. Trong mỗi trường hợp, độ trung thực của thông tin cảm biến và tín hiệu điều khiển là rất quan trọng trong việc sử dụng Internet of Things trong tương lai. Với quá trình điện khí hóa và sự thịnh vượng của các hệ thống điện tử, mối đe dọa do nhiễu điện ngày càng gia tăng. Ưu tiên hàng đầu là bảo vệ các thiết bị ngoại vi nhạy cảm của Internet of Things và đảm bảo truyền dữ liệu chính và tín hiệu điều khiển.
Cụm cáp đồng trục RF thường được sử dụng để cung cấp các giải pháp truyền thông và nguồn DC cho các thiết bị ngoại vi IoT từ xa, bởi vì cáp đồng trục có thể xử lý các tải công suất thấp và trung bình để đạt được truyền thông tín hiệu băng thông cao. Các đặc tính che chắn của các thành phần đồng trục RF giúp ngăn chặn sự xâm nhập của các tín hiệu gây nhiễu, đồng thời ngăn chặn sự rò rỉ các mối đe dọa bảo mật phổ biến đối với các công nghệ tín hiệu tốc độ cao khác (chẳng hạn như Ethernet). Vì cụm cáp đồng trục RF được sử dụng trong các ứng dụng đặc biệt, chẳng hạn như quân sự và hàng không vũ trụ, nên hầu hết tất cả các ứng dụng đều có thể chọn kết nối chắc chắn được chứng nhận này. Các thành phần đồng trục RF cũng có thể được mua và lắp đặt với chi phí tương đối thấp, đồng thời có nhiều kích cỡ và chủng loại khác nhau.
