蜂窩物聯(lián)網(wǎng)和藍(lán)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(guò)去幾年中詳細(xì)介紹的一個(gè)主題，其文章向讀者介紹了如何開(kāi)始使用 LTE-M 和 NB-IoT，并評(píng)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(gè)預(yù)測(cè)，即未來(lái)五年將有 50 億個(gè) 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(zhǎng)時(shí)間，這是一個(gè)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(ài)立信研究報(bào)告中預(yù)測(cè)的那種增長(zhǎng)鋪平了道路。

無(wú)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(gè)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(wú)線技術(shù)進(jìn)行比較和對(duì)比。我強(qiáng)烈地感覺(jué)到，當(dāng)您將 LTE-M 和 NB-IoT 與其他技術(shù)相結(jié)合時(shí)，這兩個(gè) CIoT 規(guī)范的優(yōu)勢(shì)更加引人注目。

在本文中，我將專門(mén)討論為什么工程師應(yīng)該考慮將 LTE-M 和 NB-IoT 與低功耗藍(lán)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(guò)，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(jī)和平板電腦所使用的蜂窩版本的永遠(yuǎn)在線、耗電的架構(gòu)不同，LTE-M 和 NB-IoT 的設(shè)計(jì)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(jì)的電池電量10年以上的壽命。他們使用蜂窩網(wǎng)絡(luò)進(jìn)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(gè)預(yù)先存在的 CIoT 基礎(chǔ)設(shè)施。對(duì)于想要深入了解這些優(yōu)勢(shì)和功能的人，請(qǐng)參閱我與 Laird Connectivity 的一位同事共同撰寫(xiě)的這份白皮書(shū)。

結(jié)合技術(shù)

蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)本身有很多優(yōu)點(diǎn)，但我想對(duì)閱讀本文的產(chǎn)品工程師說(shuō)的關(guān)鍵點(diǎn)是，與藍(lán)牙結(jié)合使用時(shí)，CIoT 更加強(qiáng)大、靈活和引人注目。為了說(shuō)明如何將這些技術(shù)配對(duì)，請(qǐng)考慮利用無(wú)處不在的蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施的蜂窩網(wǎng)關(guān)與支持藍(lán)牙的設(shè)備連接，這些設(shè)備利用藍(lán)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(lán)牙設(shè)備能夠使用幾乎無(wú)處不在的蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸——這種場(chǎng)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(gè)。

但結(jié)合 CIoT 和藍(lán)牙還有其他優(yōu)勢(shì)。將藍(lán)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(shí)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(shí)現(xiàn)給定應(yīng)用程序所需的最低能耗，同時(shí)仍然支持連接到云的聚合器設(shè)備。CIoT 和藍(lán)牙的這種結(jié)合還使工程師能夠在遠(yuǎn)程傳感器節(jié)點(diǎn)級(jí)別進(jìn)行涉及紐扣電池和本地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)造性網(wǎng)絡(luò)部署。

不過(guò)，我認(rèn)為在討論用例時(shí)，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(gè)應(yīng)用程序，如果沒(méi)有低功耗蜂窩和藍(lán)牙技術(shù)的結(jié)合，它們將不可能或不實(shí)用。我的希望是，這不僅說(shuō)明了這兩種技術(shù)相結(jié)合時(shí)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(yuǎn)程醫(yī)療保健

我將討論的第一個(gè)用例涉及遠(yuǎn)程患者監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)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(jī)構(gòu)增加了遠(yuǎn)程患者監(jiān)測(cè)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(wú)線設(shè)備，包括血壓監(jiān)測(cè)儀、體重秤和計(jì)步器，醫(yī)生可以密切監(jiān)測(cè)患者的健康數(shù)據(jù)，而無(wú)需患者親自預(yù)約。

對(duì)于行動(dòng)不便或處于 COVID-19 高風(fēng)險(xiǎn)類別的患者，這使醫(yī)生能夠?yàn)榛颊咛峁┯行У倪h(yuǎn)程醫(yī)療，其信息與親自預(yù)約時(shí)觸手可及的信息相同。支持藍(lán)牙的設(shè)備與易于設(shè)置的蜂窩網(wǎng)關(guān)一起運(yùn)送到患者家中。來(lái)自健康設(shè)備的數(shù)據(jù)通過(guò)藍(lán)牙信號(hào)發(fā)送到網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)使用無(wú)處不在的蜂窩連接通過(guò)安全、符合 HIPAA 標(biāo)準(zhǔn)的連接將健康信息傳輸?shù)结t(yī)療實(shí)踐的 IT 系統(tǒng)。然后，醫(yī)生和護(hù)士會(huì)訪問(wèn)這些信息，以指導(dǎo)他們對(duì)患者做出的醫(yī)療決定以及他們通過(guò)遠(yuǎn)程醫(yī)療預(yù)約進(jìn)行的討論。

冷鏈監(jiān)控

另一個(gè)展示這些組合技術(shù)力量的用例是冷鏈監(jiān)控，這對(duì)于確保食品從農(nóng)場(chǎng)到餐桌的過(guò)程中的質(zhì)量和安全至關(guān)重要。蜂窩物聯(lián)網(wǎng)和藍(lán)牙傳感器的組合可用于監(jiān)控供應(yīng)鏈中每個(gè)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(lán)牙無(wú)線傳感器可以監(jiān)控從食品加工中心到運(yùn)輸卡車的運(yùn)輸過(guò)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(shí)都會(huì)提供數(shù)據(jù)。

作為上述兩個(gè)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(guó)國(guó)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(wú)處不在的蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施提供了一個(gè)全球平臺(tái)，用于無(wú)線監(jiān)測(cè)溫度以及將用于位置跟蹤的其他無(wú)線技術(shù)。這種技術(shù)組合可以確保有效提供對(duì)溫度敏感的疫苗，不僅可以在全球范圍內(nèi)提供已批準(zhǔn)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(dāng)藍(lán)牙補(bǔ)充低功耗蜂窩技術(shù)時(shí)，這些用例只是跨多個(gè)行業(yè)的應(yīng)用程序的皮毛。

審核編輯 黃昊宇