2022年,蜂巢式物聯(lián)網(wǎng)有望取得重大進(jìn)展,大量新設(shè)計(jì)即將上市。
LTE-M和NB-IoT的蜂巢式物聯(lián)網(wǎng)比專有區(qū)域廣域(LWA)網(wǎng)路技術(shù)花費(fèi)了更長(zhǎng)的時(shí)間才進(jìn)入市場(chǎng),因此他們失去了很多早期的市場(chǎng)份額。
智慧化可以節(jié)省營(yíng)運(yùn)和維護(hù)成本並提高生產(chǎn)力,因此一些企業(yè)和組織不願(yuàn)意等待是可以理解的。但蜂巢式物聯(lián)網(wǎng)的較晚到來,也代表著它擁有充足的可靠性和安全性,這是傳統(tǒng)蜂巢式無線技術(shù)和行動(dòng)電話用戶幾十年來所一直享用的。
蜂巢式物聯(lián)網(wǎng)唯一缺乏的,是全球無處不在的營(yíng)運(yùn)商網(wǎng)路覆蓋,因?yàn)楦鳡I(yíng)運(yùn)商的部署速度各有不同;但目前這個(gè)「障礙」已經(jīng)完全消除,營(yíng)運(yùn)商在全球範(fàn)圍內(nèi)推出了與手機(jī)網(wǎng)路相同等級(jí)的全國(guó)覆蓋網(wǎng)路。
毫不誇張地說,所有已發(fā)展國(guó)家和越來越多的發(fā)展中國(guó)家現(xiàn)在已有無處不在的 NB-IoT和/或 LTE-M覆蓋(GSM)。而主要營(yíng)運(yùn)商在整個(gè)網(wǎng)路中同等規(guī)模地提供 NB-IoT和LTE-M又是另一關(guān)鍵。顯然,NB-IoT和LTE-M各有其關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)和用例。然而,許多設(shè)備也希望能同時(shí)使用兩者,獲得綜合的優(yōu)勢(shì)。從Nordic的角度來看,這對(duì)贏取設(shè)計(jì)產(chǎn)生了重大影響。
向蜂巢式網(wǎng)路的轉(zhuǎn)變
我們看到在智慧城市等市場(chǎng)(例如智慧公用事業(yè)計(jì)量和智慧路燈)。許多成熟的專有WAN解決方案現(xiàn)在開始「轉(zhuǎn)換」為蜂巢式物聯(lián)網(wǎng),這通常是在先前僅WAN的專有穩(wěn)定產(chǎn)品中,發(fā)佈基於蜂窩無線技術(shù)的新產(chǎn)品。現(xiàn)在所有競(jìng)爭(zhēng)者都已經(jīng)進(jìn)場(chǎng),讓我們看看誰會(huì)脫穎而出。
例如,在今年1月的CES上,Nordic展臺(tái)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師表示,大約一半的參觀者要求觀看Nordic的蜂巢式物聯(lián)網(wǎng)全球資產(chǎn)追蹤展示。這項(xiàng)技術(shù)使用了基於Nordic Thingy:91的多模式NB-IoT/LTE-M Nordic nRF9160系統(tǒng)級(jí)封裝 (SiP)和nRF雲(yún)端定位服務(wù),可以在世界任何地方提供「開箱即用」的定位服務(wù)。該展示也顯示這種定位的快速和靈活,可以根據(jù)所需能源效率等級(jí)與定位精準(zhǔn)度自由設(shè)定。(提供各種單、多蜂巢、輔助和預(yù)測(cè)GPS定位選項(xiàng))
在MWC 2022上,很明顯看到了憑藉大型產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)為nRF9160 SiP等低功耗設(shè)備建立最佳化解決方案的機(jī)會(huì)。一些範(fàn)例使用無電池的能量收集設(shè)計(jì)、雲(yún)端的精簡(jiǎn)低功耗協(xié)議以及邊緣機(jī)器學(xué)習(xí)以節(jié)省資料傳輸成本。
這在某種程度上是蜂巢式物聯(lián)網(wǎng)越來越受歡迎的證據(jù)。但它確實(shí)反映了一個(gè)根本性的轉(zhuǎn)變:以商業(yè)和技術(shù)上可行的方式追蹤和監(jiān)控全球任何事物的能力。這些技術(shù)在短短時(shí)間內(nèi)變得更快速和簡(jiǎn)易,是重大的進(jìn)展。但對(duì)於蜂巢式物聯(lián)網(wǎng)和Nordic雲(yún)端服務(wù)的潛力來說,這只是牛刀小試。
向混合無線物聯(lián)網(wǎng)的轉(zhuǎn)變
我們看到的另一個(gè)趨勢(shì),是將不同的無線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與單一應(yīng)用程式相結(jié)合。例如有很多混合蜂巢式物聯(lián)網(wǎng)和低功耗藍(lán)牙組合,但我們預(yù)計(jì)這種「混合」趨勢(shì)不會(huì)止步於此。
趨向混合技術(shù)的根本動(dòng)力,在於無線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)五花八門,但沒有任何一種無線技術(shù)完全適合所有應(yīng)用場(chǎng)合。
混合使用各種技術(shù)是自然的結(jié)果。在某些用例中,透過結(jié)合使用兩種無線技術(shù),開發(fā)人員能夠在技術(shù)和/或商業(yè)上獲得超過僅使用任何一種單一無線技術(shù)的成果。因此,混合無線物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用應(yīng)該會(huì)變得非常普遍。
轉(zhuǎn)向高度整合的解決方案
最後一件值得注意的事情是全球半導(dǎo)體短缺的影響。
Nordic提供高度整合的解決方案最大限度地減少了佔(zhàn)用的物理空間和所需的外部支援元件的數(shù)量。Nordic技術(shù)是穿戴式裝置誕生的關(guān)鍵。
nRF9160 SiP也不例外,它整合了板載64 MHz Arm Cortex-M33處理器、1MB快閃記憶體和256KB RAM以及GPS支援,開發(fā)人員只需要一對(duì)天線(GPS和LTE)、電池、SIM卡或eSIM,以及任何一套產(chǎn)品或應(yīng)用所需的感測(cè)器。
與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的解決方案相比,nRF9160 SiP擁有充裕的1MB快閃記憶體和 256KB RAM,因此只需要最少的半導(dǎo)體元件,並有功耗較低。
nRF9160 SiP為具有自己的板載處理器的多模式LTE-M/NB-IoT蜂巢式物聯(lián)網(wǎng)解決方案,這個(gè)處理器可透過開放軟體發(fā)展套件供所有人使用。這表示在物料清單 (BoM)中需要採(cǎi)購(gòu)的主要、關(guān)鍵元件減少了。
此外,全球晶片短缺促使人們對(duì)電子設(shè)計(jì)進(jìn)行了徹底的重新思考,從成本高低的考量轉(zhuǎn)向考慮高度整合和「智慧化」的替代方案,以最大限度地降低供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn),這種轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)大概還會(huì)持續(xù)一段時(shí)間。
(本文作者Kristian Sather任職於Nordic Semiconductor公司)