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1+1>2: 短程物联网和广域物联网的完美结合

2020-06-24 10:30:00
1+1>2: 短程物联网和广域物联网的完美结合

众所周知,蓝牙低功耗(BLE)等短程无线技术适用于分布广的传感器网络,以用于监控各种进程。这种技术芯片价格低廉且性能优秀,电池寿命极佳,且易于互相连接。 此外,BLE系统芯片(SoCs)能够进行边缘处理,BLE这样的短程技术的吞吐量也是从无线传感器传输数据的理想选择。更妙的是,蓝牙已经默认为是大多数智能手机都会具备的技术,这意味着BLE传感器可以在大多数手持设备上配置和查询。

众所周知,蓝牙低功耗(BLE)等短程无线技术适用于分布广的传感器网络,以用于监控各种进程。这种技术芯片价格低廉且性能优秀,电池寿命极佳,且易于互相连接。

此外,BLE系统芯片(SoCs)能够进行边缘处理,BLE这样的短程技术的吞吐量也是从无线传感器传输数据的理想选择。更妙的是,蓝牙已经默认为是大多数智能手机都会具备的技术,这意味着BLE传感器可以在大多数手持设备上配置和查询。

但BLE作为一种短程技术,其覆盖范围有限,最多也不过几百米。它还与主流的IPv4和IPv6互联网协议不兼容。因此,使用BLE直接连接到互联网是很困难的。且由于SoCs在运算和内存资源方面受到的限制,BLE能处理的内容范围也有限。这些因素结合在一起,使得BLE在物联网实际案例中虽然能发挥作用,又有一定的局限性。

而低功率广域网络(LPRA),它作为一种连接远程、“安装即忘”(fit-and-forget)式传感器的技术,已经在工业物联网得到了广泛应用。与短程和超短程技术(例如RFID、UWB)一样,LPWA也有多种形式,包括蜂窝(NB-IoT,LTE-M)和非蜂窝(LoRaWAN,Sigfox等),这里要讲的是蜂窝物联网。低功耗的蜂窝物联网与互联网是兼容的,覆盖范围达10公里。此外,与短程SoCs相比,蜂窝物联网模组往往具有更强大的处理器和更多的内存。

但是,与基于BLE的系统级芯片相比,蜂窝物联网芯片体积大、价格昂贵且耗电高,也很难建立互连。

所以解决方案很明确,就是在混合物联网设置中将短距离和广域技术相结合,让它们弥补彼此的局限性,强化各自的优势。这种结合的标准模型是让基于网格的短程传感器网络通过部署的广域基站进行回传。

例如,工厂机器的振动数据通过蜂窝连接传输到本地的云服务器上进行存储和分析;野外的湿度传感器借此技术与网关建立连接,网关会构建一条单独的通道,从而让信息回传到云端。

但是BLE和蜂窝物联网并不直接相互通信,因为它们使用不同的协议。设计人员需要用硬接线的双无线电构建网关:一个BLE芯片连接到短程网状网络,一个基于蜂窝的系统封装用于与云通信。

这是硬件上的物理结合,软件上的智能结合,数据上的多产结合,能够为相关产业的商业运营方面产生巨大的收益。

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