蜂窩物聯(lián)網(wǎng)和藍牙 LE 的協(xié)同作用

蜂窩物聯(lián)網(wǎng) (CIoT) 是 Embedded.com 工作人員在過去幾年中詳細介紹的一個主題，其文章向讀者介紹了如何開始使用 LTE-M 和 NB-IoT，并評論了采用曲線將適用于蜂窩物聯(lián)網(wǎng)。后一篇文章引用了一個預(yù)測，即未來五年將有 50 億個 CIoT 設(shè)備——考慮到蜂窩是物聯(lián)網(wǎng)部署的利基連接技術(shù)有多長時間，這是一個驚人的數(shù)字。蜂窩規(guī)范低功耗版本的發(fā)布改變了這一切，為愛立信研究報告中預(yù)測的那種增長鋪平了道路。

無處不在的蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施以及 LTE-M 和 NB-IoT 低功耗蜂窩物聯(lián)網(wǎng)規(guī)范的非凡能效質(zhì)量使其成為產(chǎn)品工程師的有力選擇。但到目前為止，關(guān)于這個主題的大部分內(nèi)容都在真空中著眼于 LTE-M 和 NB-IoT，以便與其他無線技術(shù)進行比較和對比。我強烈地感覺到，當您將 LTE-M 和 NB-IoT 與其他技術(shù)相結(jié)合時，這兩個 CIoT 規(guī)范的優(yōu)勢更加引人注目。

在本文中，我將專門討論為什么工程師應(yīng)該考慮將 LTE-M 和 NB-IoT 與低功耗藍牙 (LE) 相結(jié)合，創(chuàng)建影響大于部分總和的技術(shù)組合。

不過，在深入探討之前，讓我們先看看 LTE-M 和 NB-IoT 的品質(zhì)，這些品質(zhì)使它們非常適合這些類型的設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)。與手機和平板電腦所使用的蜂窩版本的永遠在線、耗電的架構(gòu)不同，LTE-M 和 NB-IoT 的設(shè)計目的非常明確，用于物聯(lián)網(wǎng)部署，其電池消耗功能可為它們提供預(yù)計的電池電量10年以上的壽命。他們使用蜂窩網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸意味著在任何有 LTE 服務(wù)的地方都有一個預(yù)先存在的 CIoT 基礎(chǔ)設(shè)施。對于想要深入了解這些優(yōu)勢和功能的人，請參閱我與 Laird Connectivity 的一位同事共同撰寫的這份白皮書。

結(jié)合技術(shù)

蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)本身有很多優(yōu)點，但我想對閱讀本文的產(chǎn)品工程師說的關(guān)鍵點是，與藍牙結(jié)合使用時，CIoT 更加強大、靈活和引人注目。為了說明如何將這些技術(shù)配對，請考慮利用無處不在的蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施的蜂窩網(wǎng)關(guān)與支持藍牙的設(shè)備連接，這些設(shè)備利用藍牙的電池效率、可靠性和其他理想功能。這使節(jié)能、低成本、電池供電的藍牙設(shè)備能夠使用幾乎無處不在的蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施進行數(shù)據(jù)傳輸——這種場景在廣泛的行業(yè)中都有引人注目的用例，包括我在下面討論的兩個。

但結(jié)合 CIoT 和藍牙還有其他優(yōu)勢。將藍牙與 CIoT 相結(jié)合，工程師可以在其網(wǎng)絡(luò)中添加網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)功能，同時仍將蜂窩塔用作回程基礎(chǔ)設(shè)施。結(jié)合這兩種技術(shù)還可以讓工程師靈活地構(gòu)建傳感器，以實現(xiàn)給定應(yīng)用程序所需的最低能耗，同時仍然支持連接到云的聚合器設(shè)備。CIoT 和藍牙的這種結(jié)合還使工程師能夠在遠程傳感器節(jié)點級別進行涉及紐扣電池和本地無線網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)造性網(wǎng)絡(luò)部署。

不過，我認為在討論用例時，可能性更為明顯，而不是枯燥地討論組合技術(shù)的特性。下面是兩個應(yīng)用程序，如果沒有低功耗蜂窩和藍牙技術(shù)的結(jié)合，它們將不可能或不實用。我的希望是，這不僅說明了這兩種技術(shù)相結(jié)合時的影響力，而且還激發(fā)了讀者更多的用例想法，超越了我在這里概述的內(nèi)容。

遠程醫(yī)療保健

我將討論的第一個用例涉及遠程患者監(jiān)測和遠程健康，這在2019冠狀病毒疾病大流行期間已成為患者和醫(yī)生之間的重要聯(lián)系。今年，醫(yī)療機構(gòu)增加了遠程患者監(jiān)測設(shè)備的使用，以收集通常在醫(yī)生辦公室采集的患者信息。使用這些無線設(shè)備，包括血壓監(jiān)測儀、體重秤和計步器，醫(yī)生可以密切監(jiān)測患者的健康數(shù)據(jù)，而無需患者親自預(yù)約。

對于行動不便或處于 COVID-19 高風險類別的患者，這使醫(yī)生能夠為患者提供有效的遠程醫(yī)療，其信息與親自預(yù)約時觸手可及的信息相同。支持藍牙的設(shè)備與易于設(shè)置的蜂窩網(wǎng)關(guān)一起運送到患者家中。來自健康設(shè)備的數(shù)據(jù)通過藍牙信號發(fā)送到網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)使用無處不在的蜂窩連接通過安全、符合 HIPAA 標準的連接將健康信息傳輸?shù)结t(yī)療實踐的 IT 系統(tǒng)。然后，醫(yī)生和護士會訪問這些信息，以指導(dǎo)他們對患者做出的醫(yī)療決定以及他們通過遠程醫(yī)療預(yù)約進行的討論。

冷鏈監(jiān)控

另一個展示這些組合技術(shù)力量的用例是冷鏈監(jiān)控，這對于確保食品從農(nóng)場到餐桌的過程中的質(zhì)量和安全至關(guān)重要。蜂窩物聯(lián)網(wǎng)和藍牙傳感器的組合可用于監(jiān)控供應(yīng)鏈中每個階段的食品溫度。連接到農(nóng)產(chǎn)品或肉類或乳制品交付的藍牙無線傳感器可以監(jiān)控從食品加工中心到運輸卡車的運輸過程以及一直到餐館和超市等目的地的溫度——每次傳感器與蜂窩網(wǎng)關(guān)連接時都會提供數(shù)據(jù)。

作為上述兩個用例的附言，我還應(yīng)該提到蜂窩物聯(lián)網(wǎng)還可以在維持非常精確的冷鏈環(huán)境方面發(fā)揮重要作用，這不僅在美國國內(nèi)而且在全球范圍內(nèi)分發(fā) COVID-19 疫苗所需的供應(yīng)鏈物流通常更加復(fù)雜。全球無處不在的蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施提供了一個全球平臺，用于無線監(jiān)測溫度以及將用于位置跟蹤的其他無線技術(shù)。這種技術(shù)組合可以確保有效提供對溫度敏感的疫苗，不僅可以在全球范圍內(nèi)提供已批準的 COVID-19 疫苗，還可以用于旨在改善世界各地公共衛(wèi)生的各種其他疫苗。

當藍牙補充低功耗蜂窩技術(shù)時，這些用例只是跨多個行業(yè)的應(yīng)用程序的皮毛。

審核編輯 黃昊宇