低延迟、短距离无线协议在蜂箱监测中的主要优势在于它能够通过消除传统 Wi-Fi 所固有的冗长连接“握手”过程来大幅降低功耗。
通过使用预配对的设备，这些协议将建立连接所需的时间从几秒钟缩短到大约 5 毫秒。这种速度使测量节点几乎可以立即捕获数据、传输数据并返回节能深度睡眠模式。
核心要点 虽然标准 Wi-Fi 提供直接的云连接，但其复杂的连接协议会快速耗尽电池。低延迟、短距离协议通过优先考虑快速睡眠周期而不是连接协商来解决此问题，从而最大限度地提高了半径 250 米内运行系统的能效。
能效机制
消除握手开销
传统 Wi-Fi 在数据传输之前需要耗时的握手阶段来协商连接。低延迟协议通过使用预配对的设备完全绕过了这一过程。
这消除了协商开销，确保能量用于数据传输而不是管理网络流量。
快速返回深度睡眠
监测节点电池寿命最关键的因素是它们能多快关闭。由于连接时间缩短到大约 5 毫秒，设备在活动高功耗状态下花费的时间最少。
这与 Wi-Fi 形成鲜明对比，Wi-Fi 中设备必须保持唤醒数秒钟才能建立连接，而无论数据包有多小。
针对本地范围优化
这些协议旨在支持高达 250 米的可靠传输距离。此范围足以进行本地蜂箱监测，而不会产生与维持更长距离或高带宽连接相关的功耗损失。
了解权衡
硬件集成和复杂性
重要的是要认识到传统 Wi-Fi 提供的功能。Wi-Fi 模块通常将数据处理和无线通信集成到单个低功耗微芯片中，并内置 TCP/IP 堆栈。
通过合并功能，这简化了电路设计并降低了材料成本。选择专用的低延迟协议可能需要独立的硬件组件或一个最终将数据桥接到互联网的网关。
直接云连接
Wi-Fi 可以在蜂箱和 Web 服务器或云数据库之间建立直接连接。它允许将温度和湿度数据透明地传输到 Internet，而无需本地中间收集器。
短距离、低延迟协议通常需要一个中央集线器来接收本地数据，然后才能被远在数公里之外的养蜂人远程访问。
为您的目标做出正确选择
要为您的蜂箱监测系统选择最佳架构，请考虑您的主要限制因素：
- 如果您的主要重点是最大限度地延长电池寿命：优先选择低延迟、短距离协议，以最大限度地减少活动时间并利用 5 毫秒的连接速度实现快速睡眠周期。
- 如果您的主要重点是系统简洁性：选择传统 Wi-Fi，利用集成的芯片来处理数据处理和直接云上传，而无需单独的本地网关。
最终，选择取决于在需要数年免维护电池运行与直接到云的硬件架构的便利性之间取得平衡。
摘要表：
| 特征 | 低延迟协议 | 传统 Wi-Fi |
|---|---|---|
| 连接时间 | ~5 毫秒 | 几秒钟 |
| 功耗 | 超低（优化睡眠） | 高（由于握手） |
| 传输范围 | 最多 250 米 | 可变（受 AP 限制） |
| 云连接 | 需要本地网关 | 直接到云 |
| 最适合 | 最大限度延长电池寿命 | 系统简洁性/集成性 |
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参考文献
- Armands Kviesis, Aleksejs Zacepins. Bee colony remote monitoring based on IoT using ESP-NOW protocol. DOI: 10.7717/peerj-cs.1363
本文还参考了以下技术资料 HonestBee 知识库 .
