隨著物聯(lián)網 （IoT） 的快速擴展，數(shù)字傳感器和網絡技術也越來越多地用于連接設備和系統(tǒng)以實現(xiàn)更多應用。

在消費者用例和智能家居中實現(xiàn)物聯(lián)網的關鍵技術是無線技術，如 Wi-Fi、藍牙和 5G。在所有可用的無線協(xié)議中，最流行和流行的技術是藍牙低功耗 （BLE） 和 LoRa（遠程）。

適用于短距離網絡的 BLE 與適用于低功耗廣域網的 LoRa 的結合，為部署當今的物聯(lián)網應用提供了一種簡單且安全的解決方案。

物聯(lián)網部署如何演變

傳統(tǒng)上，物聯(lián)網部署發(fā)生在電信基礎設施附近，通常位于城市或城鎮(zhèn)。IoT 設備可以使用LTE-M 或 NB-IoT協(xié)議連接到現(xiàn)有的蜂窩網絡。這些協(xié)議具有低帶寬、低功耗、低成本的特點，非常適合將物聯(lián)網設備連接到蜂窩網絡。

典型的支持物聯(lián)網的產品由便攜式電池或插入交流電源插座供電。然而，部署在偏遠地區(qū)的物聯(lián)網設備和傳感器對電池壽命和維護提出了后勤挑戰(zhàn)。

現(xiàn)場技術人員通常無法訪問遠程物聯(lián)網部署。工廠中可能部署了數(shù)百個傳感器，因此手動檢查每個傳感器是不切實際的。

為了滿足這些需求，行業(yè)領導者利用最新的無線趨勢和技術，例如 BLE 和 LoRa。通過融合這些無線通信技術，組織可以以更低的成本更有效地在遠程位置部署物聯(lián)網應用程序，從而開辟新的機會。

物聯(lián)網的未來

物聯(lián)網的未來在于傳感器設備到云的無線連接不必依賴城市的通信基礎設施的邊緣。BLE 等無線網絡技術已經越來越多地成為許多物聯(lián)網應用的基本組成部分。

由于 BLE 的小尺寸和高能效架構，它使小型無線傳感器和控件能夠在物聯(lián)網網絡上使用電池充電多年。與傳統(tǒng)有線設備不同，用戶幾乎可以將支持 BLE 的設備放置在任何位置，而無需擔心物理可訪問性、技術難度或財務實用性。

然而，大多數(shù)基于 BLE 的物聯(lián)網應用都依賴手機的蜂窩連接作為返回云端的網關。如果蜂窩網絡不可達，則需要 LoRa 技術。

LoRa 可在視距條件下實現(xiàn)長達 10 英里的遠程通信，并具有穿透混凝土和樹葉的深度穿透能力。超低功耗要求使電池供電的設備能夠使用五年以上。與其他調制方案相比，LoRa 具有極高的能效和抗干擾能力。小接收帶寬和獨特編碼方案的結合使 LoRa 無線電能夠實現(xiàn)低至 -140dBm 的接收器靈敏度。這些品質使基于 LoRa 的解決方案非常適合需要在許多具有低功耗要求且收集少量數(shù)據(jù)的設備之間進行遠程通信的應用1。

LoRa 無線射頻技術在低功耗廣域網 （LPWAN） 上的物聯(lián)網應用中派上用場。LoRa調制技術構成了基于LoRa的軟件協(xié)議LoRaWAN的物理層。

LoRa 和 LoRaWAN 共同實現(xiàn)了跨工業(yè)應用的物聯(lián)網設備的遠程連接。

為什么要同時使用 LoRa 和 BLE？

BLE 和 LoRa 互補優(yōu)勢，使其成為各種應用的理想選擇。

直到最近，BLE 的使用僅限于低吞吐量端點，如信標和可穿戴設備。但是，最新的藍牙 5.0 可以發(fā)送大型數(shù)據(jù)文件或流式傳輸音頻，而不會快速耗盡您的設備電池。另一方面，LoRa 滿足了對需要遠距離發(fā)送微小數(shù)據(jù)包的低成本和廣泛部署的傳感器的需求。

BLE 和 LoRa 是構成低功耗物聯(lián)網應用的完整無線解決方案的關鍵要求。BLE 解決低功耗短距離連接，而 LoRa 解決低功耗遠程連接。

另一個要求是超低功耗微控制器單元 （MCU）。Ambiq Apollo3 Blue 等 MCU 可以處理支持實時應用所需的低功耗邊緣計算。這些技術共同實現(xiàn)了全球可靠、安全和節(jié)能的物聯(lián)網部署。

更好的物聯(lián)網解決方案

通過將超低功耗 MCU 與 Northern Mechatronics 等模塊相結合，企業(yè)可以找到一種安全且經濟高效的解決方案來遠程可靠地部署物聯(lián)網，而無需依賴現(xiàn)有的電信基礎設施。

公司在決定最佳解決方案時應考慮以下因素：

可擴展性

根據(jù)現(xiàn)有物聯(lián)網部署的有效性，可能需要在網絡中設置額外的端點設備。但是，隨著生成和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量增加，連接新端點可能會變得極其復雜。

邊緣智能

邊緣計算的興起意味著您的端點設備可以在本地計算更多進程。然而，為了實現(xiàn)邊緣計算和智能端點，物聯(lián)網模塊需要有一個功能強大的微控制器單元，可以實時處理數(shù)據(jù)。

隨著需要在邊緣處理的實時應用程序的增加，部署在現(xiàn)場的智能端點的數(shù)量也將增加。借助正確的邊緣計算硬件，物聯(lián)網設備可以自行做出節(jié)省成本的決策，例如在檢測到爆管時關閉水閥。

安全

一流的安全性是云計算模塊定期發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的必要條件。然而，由于眾多用例、網絡架構類型和不同的部署選項，保持物聯(lián)網解決方案的安全是一項巨大的挑戰(zhàn)。

在某些應用程序中，物聯(lián)網環(huán)境中的漏洞可能會泄露對業(yè)務運作或專有設備制造方式至關重要的信息。為了保護數(shù)據(jù)免受網絡攻擊和潛在的破壞，物聯(lián)網合作伙伴應提供全面的工具，例如身份驗證方法、登錄訪問控制和端到端加密。

能源效率

工業(yè)物聯(lián)網 （IIoT） 解決方案必須正常運行并在多個電源之間無縫切換，例如交流墻壁插座和備用電池。這確保了無論有什么電源可用，正常的系統(tǒng)操作都是可靠的。

然而，遠程物聯(lián)網部署必須完全依賴電池供電，這需要持續(xù)數(shù)年才能最大限度地延長運行時間。對于低功耗物聯(lián)網應用，物聯(lián)網解決方案需要以最高能效標準運行。但是通過正確的物聯(lián)網模塊，企業(yè)可以從許多用例中的直接節(jié)能中受益。

構成因素

為滿足當今物聯(lián)網部署的環(huán)境和性能要求，物聯(lián)網模塊必須具有超小尺寸和高性能組件。盡管外形尺寸很小，但該模塊需要與標準無線技術兼容，例如 Wi-Fi、BLE 和 LoRa。

對于極端溫度下的物聯(lián)網部署，例如冷供應鏈管理，物聯(lián)網模塊必須足夠堅固以承受極端寒冷并防止潮濕和潮濕。工業(yè)溫度耐受性是當今許多物聯(lián)網應用的必需品。

成本

根據(jù)您的特定部署需求，您可能需要數(shù)百甚至數(shù)千個傳感器，每個傳感器都配備一個 LoRaWAN 網關。因此，物聯(lián)網傳感器設備需要具有成本效益才能實現(xiàn)廣泛部署。

設置物聯(lián)網系統(tǒng)可能是一個復雜的過程，而且部署和維護的成本會迅速增加，即使您不必支付傳統(tǒng)的基礎設施成本。因此，您選擇的物聯(lián)網解決方案需要提供足夠的價值來支付實施和管理它的成本。

LoRa 和 BLE 的這種強大組合非常適合低功耗廣域網，并支持關鍵任務應用，例如工業(yè)機器健康監(jiān)測、交付密碼箱和牲畜健康監(jiān)測。

審核編輯：郭婷