2021年04月08日 | 蓝牙和LoRa相结合有助于满足IoT的应用

随着物联网（IoT）的快速发展，数字传感器和网络技术也越来越多地用于连接设备和系统以实现更多应用。

在消费者使用案例和智能家居中支持IoT的关键技术是无线技术，例如Wi-Fi，蓝牙和5G。在所有可用的无线协议中，最流行的技术是低功耗蓝牙（BLE）和LoRa。

适用于短距离网络的BLE非常适合同低功耗广域网的LoRa结合，为部署当今的IoT应用程序提供了一种简单而安全的解决方案。

物联网部署如何发展

传统上，物联网部署发生在位于城市或城镇的边缘电信基础设施附近。物联网设备可以使用LTE-M或NB-IoT协议连接到现有的蜂窝网络。这些协议具有低带宽，低功耗，低成本的特点，是将IoT设备连接到蜂窝网络的理想选择。

典型的支持IoT的产品由便携式电池或交流电源供电。但是，部署在偏远地区的物联网设备和传感器对电池寿命和维护提出了挑战。

现场技术人员通常无法进行远程物联网部署。工厂中可能部署了数百个传感器，因此手动检查每个传感器不切实际。

为了满足这些需求，行业领导者利用了最新的无线趋势和技术，例如BLE和LoRa。通过融合这些无线通信技术，组织可以以较低的成本更有效地在远程位置部署IoT应用程序，从而带来新的机会。

物联网的未来

物联网的未来将属于边缘，传感器设备到云的无线连接不必依赖城市的通信基础设施。诸如BLE之类的无线网络技术已经越来越多地成为许多物联网应用的基本组成部分。

由于BLE具有面积小和高能效架构的特性，它使小型无线传感器和控件能够在IoT网络上使用电池运转多年。与传统的有线设备不同，用户可以将支持BLE的设备放置在几乎任何位置，而无需担心物理可访问性、技术难度或成本。

但是，大多数基于BLE的IoT应用程序都依赖于手机的蜂窝连接作为返回云的网关。如果蜂窝网络无法访问，则需要LoRa技术。

LoRa可在视线条件下可实现长达10英里的远程通讯，并具有穿透混凝土和树叶的深层穿透能力。超低功耗需求使电池供电的设备可以使用五年以上。与其他调制方案相比，LoRa具有极高的能源效率和抗干扰能力。较低的接收带宽和独特的编码方案相结合，使LoRa无线电能够实现低至-140dBm的接收器灵敏度。这些特性使基于LoRa的解决方案非常适合需要在许多收集少量数据的低功耗设备之间进行远程通信的应用。

LoRa无线射频技术可用于低功耗广域网（LPWAN）上的物联网应用。LoRa调制技术构成了LoRaWAN的物理层，LoRaWAN是基于LoRa的软件协议。

LoRa和LoRaWAN共同为工业应用程序中的IoT设备提供了远程连接。

为什么要同时使用LoRa和BLE？

BLE和LoRa相辅相成，使其成为各种应用的理想选择。

直到最近，BLE的使用仅限于信标和可穿戴设备等低吞吐量节点。但是，最新的蓝牙5.0可以发送大型数据文件或流音频，同时具备较低功耗。另一方面，LoRa满足了低成本和广泛部署传感器的需求，这些传感器需要在远距离发送小数据包。

BLE和LoRa是构成低功耗IoT应用程序的完整无线解决方案的关键要求。BLE解决了低功耗的短距离连接问题，而LoRa解决了低功耗的远程连接问题。

另一个要求是超低功耗微控制器（MCU）。诸如Ambiq Apollo3 Blue之类的MCU可以处理支持实时应用所需的低功耗边缘计算。这些技术共同实现了全球范围内可靠，安全和节能的物联网部署。

更好的物联网解决方案

通过将超低功耗的MCU和来自Northern Mechatronics的模块相结合，企业可以找到一种安全且经济高效的解决方案，以在不依赖现有电信基础架构的情况下远程可靠地部署IoT。

公司在确定最佳解决方案时应考虑以下几点：

可扩展性

取决于现有物联网的有效性部署时，可能需要在网络内设置其他节点设备。但是，随着生成和传输的数据量增加，连接新的端点可能变得极为复杂。

边缘智能

边缘计算的兴起意味着您的端点设备可以在本地计算更多的进程。但是，要启用边缘计算和智能节点，IoT模块需要具有功能强大的微控制器单元，可以实时处理数据。

随着需要在边缘进行处理的实时应用程序的增加，在现场部署的智能端点的数量也会增加。借助合适的边缘计算硬件，物联网设备可以自行做出节省成本的决策，例如在检测到爆裂的管道时关闭水阀。

安全

一流的安全性是云计算模块定期发送和接收数据的必要条件。但是，由于存在大量用例，网络体系结构类型和不同的部署选项，要确保IoT解决方案的安全性将面临巨大挑战。

在某些应用程序中，IoT环境中的漏洞可能泄漏信息，这对于企业的运作方式或专有设备的制造方式至关重要。为了保护数据免受网络攻击和潜在的破坏，IoT合作伙伴应提供全面的工具，例如身份验证方法，登录访问控制和端到端加密。

能源效率

工业物联网（IIoT）解决方案必须正常运行，并在交流电源插座和备用电池等多种电源之间无缝切换。这样可以确保无论使用哪种电源，正常的系统操作都是可靠的。

但是，远程物联网部署必须完全依靠电池电量，这需要持续数年才能最大化运行时间。对于低功耗物联网应用，物联网解决方案需要以最高标准执行以提高能效。但是，有了合适的物联网模块，企业可以在许多用例中直接受益于节能。

构成因素

为了满足当今物联网部署的环境和性能要求，物联网模块必须具有超小的外形尺寸和高性能组件。尽管尺寸很小，该模块仍需要与标准无线技术兼容，例如Wi-Fi，BLE和LoRa。

对于在极端温度下的IoT部署（例如冷供应链管理），IoT模块必须足够坚固以承受极端寒冷并可防止潮湿。对于当今的许多物联网应用而言，工业温度承受能力是必需的。

成本

根据特定的部署需求，您可能需要数百甚至数千个传感器，每个传感器都配有LoRaWAN网关。因此，物联网传感器设备需要具有成本效益才能实现广泛部署。

设置物联网系统可能是一个复杂的过程，即使您不必支付传统的基础设施成本，部署和维护的成本也会迅速增加。因此，您选择的物联网解决方案需要提供足够的价值，以支付实施和管理它的成本。

LoRa和BLE的强大组合非常适合低功耗广域网，并支持关键任务应用，例如工业机器健康监控，交付密码箱和牲畜健康监控。