為什么在新設(shè)計中使用 LPWAN 模塊？

近年來，低功耗廣域網(wǎng) (LPWAN)技術(shù)取得了長足的進(jìn)步。當(dāng)今兩種領(lǐng)先的競爭 LPWAN 技術(shù)是 LoRaWAN 和 LTE。LoRa 聯(lián)盟是 LoRaWAN 規(guī)范背后的組織，其成員數(shù)量有所增加。同時，AT&T、Verizon等LTE運(yùn)營商制定了完善的LTE設(shè)備認(rèn)證方案。LPWAN 主要適用于不需要人工交互的遠(yuǎn)程應(yīng)用程序，在這些應(yīng)用程序中需要較長的電池壽命。根據(jù)應(yīng)用的不同，某些設(shè)備可以在不更換電池的情況下運(yùn)行長達(dá) 10 年。智能停車、資產(chǎn)跟蹤、動物健康監(jiān)測和客戶服務(wù)自動化是越來越多的 LPWAN 應(yīng)用。

LPWAN 應(yīng)用
在繁忙的街道上尋找停車位既費(fèi)時又令人沮喪。智能停車位配備地下傳感器。這些傳感器連接到應(yīng)用程序，允許用戶精確定位停車位的確切位置，而無需漫無目的地開車。連接到 LPWAN 網(wǎng)絡(luò)后，這些傳感器可以在無需人工注意的情況下多年免維護(hù)。

使用 LTE 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時資產(chǎn)跟蹤提供了便利并節(jié)省了成本。例如，配備 LTE 設(shè)備的貨物向航運(yùn)公司及其客戶提供實(shí)時位置數(shù)據(jù)。能夠追蹤醫(yī)療用品等貴重資產(chǎn)的下落，讓您高枕無憂。

另一個流行的應(yīng)用程序使用 LoRaWAN 通過檢測運(yùn)動模式來監(jiān)測農(nóng)場動物的健康狀況。健康的動物比生病的動物更活躍。當(dāng)動物生病時，它往往會躺下休息或不經(jīng)常走動。通過實(shí)時報告，業(yè)主可以快速解決問題。

最后，LPWAN 還可用于改善客戶服務(wù)。例如，丙烷客戶可能遠(yuǎn)離供應(yīng)商。配備 LPWAN 設(shè)備，可以實(shí)時跟蹤丙烷的水平。當(dāng)液位下降到預(yù)定閾值時，會自動向供應(yīng)商發(fā)送信號以進(jìn)行新的補(bǔ)充，而不會打擾客戶。實(shí)時數(shù)據(jù)可防止丙烷耗盡的情況。

所以你正在尋找一個新的設(shè)計
LoRaWAN 使用未經(jīng)許可的頻譜，不需要用戶支付許可費(fèi)。另一方面，LTE 用戶必須每月向 LTE 運(yùn)營商或運(yùn)營商支付應(yīng)用許可費(fèi)。

在設(shè)計網(wǎng)絡(luò)時，開發(fā)人員通常會經(jīng)歷以下步驟。這些步驟由內(nèi)部和第三方執(zhí)行，具體取決于項(xiàng)目要求和公司開發(fā)人員的經(jīng)驗(yàn)水平。

定義產(chǎn)品規(guī)格和原型設(shè)計（通常在內(nèi)部進(jìn)行）

針對產(chǎn)品規(guī)格的初始產(chǎn)品性能測試（通常在內(nèi)部進(jìn)行）

獲得所需的認(rèn)證（通常在內(nèi)部和外部進(jìn)行）

最終測試和產(chǎn)品發(fā)布（通常在內(nèi)部進(jìn)行）

為什么獲得所需的認(rèn)證很重要
LPWAN 產(chǎn)品開發(fā)有兩個方面。第一個方面與產(chǎn)品性能有關(guān)，例如它的執(zhí)行速度和/或它需要多少功率。第二方面涉及與例如由LTE運(yùn)營商提供的外部網(wǎng)絡(luò)的互操作性。不同國家/地區(qū)的運(yùn)營商需要進(jìn)行認(rèn)證，以確保 LPWAN 設(shè)備能夠按照運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)規(guī)范運(yùn)行。至少，它要求設(shè)備不會引入不需要的電氣諧波。這種諧波會對網(wǎng)絡(luò)造成電磁干擾。此外，運(yùn)營商希望確保設(shè)備的射頻 (RF) 正常工作。認(rèn)證至關(guān)重要。未經(jīng)認(rèn)證，根據(jù)法律，支持許可頻譜的 LPWAN 設(shè)備將不允許銷售到該特定地區(qū)。

有兩個級別的認(rèn)證要求。

在政府層面，有 FCC（北美）和 CE（歐洲）。然后是各種網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商和財團(tuán)要求的蜂窩電信通用認(rèn)證。它們包括以下內(nèi)容：

來自蜂窩電信行業(yè)協(xié)會 (CTIA)（北美）的 PTCRB，非成員 Verizon 除外

全球認(rèn)證論壇，或 GCF（歐洲和亞洲）

北美 CTIA 于 1997 年發(fā)起 PTCRB 認(rèn)證。PTCRB 國際移動設(shè)備識別碼 (IMEI) 號碼用于跟蹤移動、物聯(lián)網(wǎng)、M2M 設(shè)備和模塊以進(jìn)行認(rèn)證。PTCRB 涵蓋了 AT&T、T-Mobile 和加拿大網(wǎng)絡(luò)等運(yùn)營商的認(rèn)證要求。PTCRB 認(rèn)證可確保設(shè)備在正確的射頻下運(yùn)行，并且 SIM 卡接口設(shè)計正確。

Verizon 有自己的認(rèn)證流程，并且不屬于 PTCRB，因此需要 Verizon 認(rèn)證的設(shè)備需要通過單獨(dú)的 Verizon 開放開發(fā)計劃 (ODI) 認(rèn)證流程。

GCF 成立于 1999 年，提供移動和蜂窩設(shè)備（包括物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備）的認(rèn)證。其目的是確保全球互操作性，主要在歐洲和亞洲，使用 3GPP 技術(shù)，包括 GERAN (GSM)、UTRAN (UMTS) 和 E-UTRAN (LTE)。

使用 LPWAN 模塊進(jìn)行設(shè)計
許多因素會影響認(rèn)證的總成本。設(shè)備的復(fù)雜性、開發(fā)人員的經(jīng)驗(yàn)和預(yù)認(rèn)證準(zhǔn)備都起到了一定的作用。以下以美元計算的估算值僅供參考：

FCC 或同等機(jī)構(gòu)的測試側(cè)重于射頻設(shè)計，以確保其輻射不會影響其他設(shè)備。（2,000 至 6,000 美元）

PTCRB 認(rèn)證（20,000 至 50,000 美元，具體取決于設(shè)備類型）

Verizon ODI 認(rèn)證（最高 150,000 美元）

GCF 認(rèn)證（20,000 至 50,000 美元，取決于設(shè)備類型）

如果設(shè)備第一次沒有通過，將會產(chǎn)生額外的費(fèi)用。認(rèn)證過程非常昂貴，因?yàn)樵O(shè)計新網(wǎng)絡(luò)需要學(xué)習(xí)曲線。除非開發(fā)人員已經(jīng)進(jìn)行了較早的認(rèn)證，否則很難預(yù)測需要多長時間。

然而，對于模塊供應(yīng)商來說，情況就不同了。一旦模塊獲得認(rèn)證，它們將被一遍又一遍地出售。因此，投資回報比單個開發(fā)商公司所能獲得的回報要好得多。對于開發(fā)人員而言，使用預(yù)先認(rèn)證的模塊可能會節(jié)省大量時間和精力。預(yù)認(rèn)證模塊選項(xiàng)可避免從頭開始進(jìn)行認(rèn)證過程。終端設(shè)備仍需要經(jīng)過認(rèn)證，但過程要簡單得多。

審核編輯 黃昊宇