通過(guò)LoRa和BLE啟用遠(yuǎn)程，低功耗物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，數(shù)字傳感器和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也越來(lái)越多地用于連接設(shè)備和系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)更多應(yīng)用。

在消費(fèi)者使用案例和智能家居中支持物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)是無(wú)線技術(shù)，例如Wi-Fi，藍(lán)牙和5G。在所有可用的無(wú)線協(xié)議中，最流行和流行的技術(shù)是低功耗藍(lán)牙（BLE）和LoRa（遠(yuǎn)程）。

適用于短距離網(wǎng)絡(luò)的BLE和非常適合低功耗廣域網(wǎng)的LoRa的結(jié)合，為部署當(dāng)今的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序提供了一種簡(jiǎn)單而安全的解決方案。

物聯(lián)網(wǎng)部署如何發(fā)展

傳統(tǒng)上，物聯(lián)網(wǎng)部署發(fā)生在通常位于城市或城鎮(zhèn)的電信基礎(chǔ)設(shè)施附近。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以使用LTE-M或NB-IoT協(xié)議連接到現(xiàn)有的蜂窩網(wǎng)絡(luò)。這些協(xié)議具有低帶寬，低功耗，低成本的特點(diǎn)，是將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備連接到蜂窩網(wǎng)絡(luò)的理想選擇。

典型的支持物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)品由便攜式電池或插入交流壁裝電源插座供電。但是，部署在偏遠(yuǎn)地區(qū)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和傳感器對(duì)電池壽命和維護(hù)提出了后勤方面的挑戰(zhàn)。

現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員通常無(wú)法進(jìn)行遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)部署。工廠中可能部署了數(shù)百個(gè)傳感器，因此手動(dòng)檢查每個(gè)傳感器都不切實(shí)際。

為了滿足這些需求，行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者利用了最新的無(wú)線趨勢(shì)和技術(shù)，例如BLE和LoRa。通過(guò)融合這些無(wú)線通信技術(shù)，組織可以以較低的成本更有效地在遠(yuǎn)程位置部署物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序，從而帶來(lái)新的機(jī)會(huì)。

物聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)

物聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)處于邊緣，傳感器設(shè)備到云的無(wú)線連接不必依賴(lài)城市的通信基礎(chǔ)設(shè)施。諸如BLE之類(lèi)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越多地成為許多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序的基本組成部分。

由于BLE的占地面積小和高能效的架構(gòu)，它使小型無(wú)線傳感器和控件能夠在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上使用電池充電多年。與傳統(tǒng)的有線設(shè)備不同，用戶可以將支持BLE的設(shè)備放置在幾乎任何位置，而無(wú)需擔(dān)心物理可訪問(wèn)性，技術(shù)難度或財(cái)務(wù)實(shí)用性。

但是，大多數(shù)基于BLE的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序都依賴(lài)于手機(jī)的蜂窩連接作為返回云的網(wǎng)關(guān)。如果蜂窩網(wǎng)絡(luò)無(wú)法訪問(wèn)，則需要LoRa技術(shù)。

LoRa可在視線條件下進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)10英里的遠(yuǎn)程通訊，并具有穿透混凝土和樹(shù)葉的深層穿透能力。超低功耗要求使電池供電的設(shè)備可以使用五年以上。與其他調(diào)制方案相比，LoRa具有極高的能源效率和抗干擾能力。小接收帶寬和獨(dú)特的編碼方案相結(jié)合，使LoRa無(wú)線電能夠?qū)崿F(xiàn)低至-140dBm的接收器靈敏度。這些特性使基于LoRa的解決方案非常適合需要在許多低功耗設(shè)備中收集少量數(shù)據(jù)的設(shè)備之間進(jìn)行遠(yuǎn)程通信的應(yīng)用。

LoRa無(wú)線射頻技術(shù)可用于低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）上的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。LoRa調(diào)制技術(shù)構(gòu)成了LoRaWAN的物理層，LoRaWAN是基于LoRa的軟件協(xié)議。

LoRa和LoRaWAN共同為工業(yè)應(yīng)用程序中的IoT設(shè)備提供了遠(yuǎn)程連接。

為什么要同時(shí)使用LoRa和BLE？

BLE和LoRa相輔相成，使其成為各種應(yīng)用的理想選擇。

BLE的使用僅限于信標(biāo)和可穿戴設(shè)備等低吞吐量端點(diǎn)。但是，最新的藍(lán)牙5.0可以發(fā)送大型數(shù)據(jù)文件或流音頻，而不會(huì)很快耗盡設(shè)備電池的電量。另一方面，LoRa滿足了低成本和廣泛部署的傳感器的需求，這些傳感器需要在遠(yuǎn)距離發(fā)送微小的數(shù)據(jù)包。

BLE和LoRa是構(gòu)成低功耗物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序的完整無(wú)線解決方案的關(guān)鍵要求。BLE解決了低功耗的短距離連接問(wèn)題，而LoRa解決了低功耗的遠(yuǎn)程連接問(wèn)題。

公司在確定最佳解決方案時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：

可擴(kuò)展性

根據(jù)現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)部署的有效性，可能需要在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)設(shè)置其他終結(jié)點(diǎn)設(shè)備。但是，隨著生成和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量增加，連接新的端點(diǎn)可能變得極為復(fù)雜。

邊緣智能

邊緣計(jì)算的興起意味著您的端點(diǎn)設(shè)備可以在本地計(jì)算更多的進(jìn)程。但是，要啟用邊緣計(jì)算和智能端點(diǎn)，物聯(lián)網(wǎng)模塊需要具有功能強(qiáng)大的微控制器單元，可以實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)。

隨著需要在邊緣進(jìn)行處理的實(shí)時(shí)應(yīng)用程序的增加，在現(xiàn)場(chǎng)部署的智能端點(diǎn)的數(shù)量也會(huì)增加。借助合適的邊緣計(jì)算硬件，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以自行做出節(jié)省成本的決策，例如在檢測(cè)到爆裂的管道時(shí)關(guān)閉水閥。

安全

一流的安全性是云計(jì)算模塊定期發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的必要條件。但是，由于存在大量用例，網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)類(lèi)型和不同的部署選項(xiàng)，因此要確保物聯(lián)網(wǎng)解決方案的安全性將面臨巨大挑戰(zhàn)。

在某些應(yīng)用程序中，物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中的漏洞可能泄漏信息，這對(duì)于企業(yè)的運(yùn)作方式或?qū)Ｓ性O(shè)備的制造方式至關(guān)重要。為了保護(hù)數(shù)據(jù)免受網(wǎng)絡(luò)攻擊和潛在的破壞，物聯(lián)網(wǎng)合作伙伴應(yīng)提供全面的工具，例如身份驗(yàn)證方法，登錄訪問(wèn)控制和端到端加密。

能源效率

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案必須正常運(yùn)行，并在交流電源插座和備用電池等多種電源之間無(wú)縫切換。這樣可以確保無(wú)論使用哪種電源，正常的系統(tǒng)操作都是可靠的。

但是，遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)部署必須完全依靠電池電量，這需要持續(xù)數(shù)年才能最大化運(yùn)行時(shí)間。對(duì)于低功耗物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)解決方案需要以最高標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行以提高能效。有了合適的物聯(lián)網(wǎng)模塊，企業(yè)可以在許多用例中直接受益于節(jié)能。

構(gòu)成因素

為了滿足當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)部署的環(huán)境和性能要求，物聯(lián)網(wǎng)模塊必須具有超小的外形尺寸和高性能組件。盡管尺寸很小，該模塊仍需要與標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線技術(shù)兼容，例如Wi-Fi，BLE和LoRa。

對(duì)于在極端溫度下的物聯(lián)網(wǎng)部署（例如冷供應(yīng)鏈管理），IoT模塊必須足夠堅(jiān)固以承受極端寒冷并防止潮濕。對(duì)于當(dāng)今的許多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而言，工業(yè)溫度承受能力是必需的。

成本

根據(jù)特定的部署需求，可能需要數(shù)百甚至數(shù)千個(gè)傳感器，每個(gè)傳感器都配有LoRaWAN網(wǎng)關(guān)。因此，物聯(lián)網(wǎng)傳感器設(shè)備需要具有成本效益才能實(shí)現(xiàn)廣泛部署。

設(shè)置物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可能是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，即使不必支付傳統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施成本，部署和維護(hù)的成本也會(huì)迅速增加。物聯(lián)網(wǎng)解決方案也需要提供足夠的價(jià)值，以支付實(shí)施和管理它的成本。

LoRa和BLE的強(qiáng)大組合非常適合低功耗廣域網(wǎng)，并支持關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用，例如工業(yè)機(jī)器健康監(jiān)控，交付密碼箱和牲畜健康監(jiān)控。