蜂巢式物聯網結合藍牙發揮協同綜效

作者 : Jonathan Kaye ,Laird Connectivity產品管理資深總監

結合藍牙與蜂巢式物聯網,讓工程師能靈活地建構感測器,以實現特定應用所需的最低能耗,同時支援連接至雲端的聚合器裝置;還能使其於遠端感測器節點層級以鈕扣電池和本地無線網路部署更具創造力的網路...

蜂巢式物聯網(Cellular IoT;CIoT)是Embedded.com在過去幾年中詳細介紹的一個主題,包括為讀者介紹如何開始使用LTE-M和NB-IoT,以及評論蜂巢式物聯網的快速導入曲線。文章中引用了一項預測,即未來五年將有50億台CIoT裝置——鑑於蜂巢式技術作為物聯網部署的利基連接技術才多長的時間,這個數字著實驚人的。低功耗版蜂巢式規格的發佈改變了這一切,為愛立信(Ericsson)研究報告中預測的成長態勢鋪路。

無處不在的蜂巢式基礎設施以及LTE-M和NB-IoT低功耗蜂巢式物聯網規格的非凡能效品質使其成為產品工程師的有力選擇。但到目前為止,相關主題的大部份內容都將LTE-M和NB-IoT分開來討論,以便能與其他無線技術進行比較。我強烈地感覺到,當您將LTE-M和NB-IoT與其他​​技術相結合時,這兩項CIoT規格的優勢更加引人注目。

本文將專門討論為什麼工程師應該將LTE-M和NB-IoT結合低功耗藍牙(LE),從而創建影響大於部份總和的技術組合。

不過,在深入探討之前,讓我們先看看使得LTE-M和NB-IoT適於相關裝置和網路的品質。相較於手機和平板電腦必須使用永遠連線的蜂巢式耗電架構版本,LTE-M和NB-IoT用於物聯網部署的設計目的非常明確,其電池消耗功能為其提供了預計可使用10年以上的電池電量。使用蜂巢式網路傳輸資料,意味著在任何提供LTE服務之處都有一個預先存在的CIoT基礎設施。

結合技術

蜂巢式物聯網技術本身有很多優點,但對於產品工程師來說,其重點在於當該技術與藍牙結合使用時,將會更加強大、靈活和引人注目。為了說明如何讓這些技術配對,請考慮利用無處不在的蜂巢式基礎設施連接藍牙裝置的蜂巢式閘道器,有效利用藍牙的電池效率、可靠性和其他理想功能。這使得節能、低成本、電池供電的藍牙裝置能夠使用幾乎無處不在的蜂巢式基礎設施傳輸資料——這種場景在整個廣泛的產業中有著許多引人的用例。

但結合CIoT和藍牙還有其他優勢。結合藍牙與CIoT,工程師可以在其網路中添加網狀網路功能,同時仍利用蜂巢式基地台作為回程基礎設施。結合這兩種技術還可以讓工程師靈活地建構感測器,以實現特定應用所需的最低能耗,同時仍支援連接至雲端的聚合器裝置。CIoT和藍牙的結合也讓工程師能在遠端感測器節點層級以鈕扣電池和本地無線網路部署更具創造力的網路。

不過,與其光是討論組合技術的特性,我想討論用例時可能性會更明顯。如果沒有低功耗蜂巢式和藍牙技術的結合,至少就無法實現以下兩項應用。我希望這不僅能說明這兩種技術在結合時的影響力,還能激發讀者的更多用例想法。

遠端醫療

第一個用例涉及遠端患者監測和遠端醫療,這已成為COVID-19疫情期間患者和醫生之間的重要聯繫。今年,醫療實務增加了對遠端患者監測裝置的使用,以收集以往通常在醫院或診間才能取得的患者資訊。使用這些無線裝置(包括血壓監測儀、體重秤和計步器),醫生可以密切監測患者的健康數據,而無需患者親自預約。

對於行動不便或處於COVID-19高風險類別的患者,這讓醫生能夠為患者提供有效的遠端醫療,而且與其親自約診取得的資訊相同。支援藍牙的裝置與易於設定的蜂巢式閘道器一起運送到患者家中。來自健康裝置的資料透過藍牙訊號傳送到閘道器——使用無處不在的蜂巢式網路,透過安全、符合HIPAA標準的連接,將健康資訊傳輸到醫療院所的IT系統。然後,醫生和護士就能存取這些資訊,引導他們對患者做出的醫療決定及其透過遠端醫療預約的討論。

CIoT和藍牙讓這項應用與支援持藍牙的健康裝置搭配使用,使其在患者家中使用時具有較長的電池壽命和可靠的連接能力,並透過蜂巢式網路閘道器將資料安全地傳送到醫療院所。

冷鏈監控

另一項展現此組合技術力量的用例是冷鏈監控(cold chain monitoring),這對於確保食品從農場到餐桌的過程中品質和安全至關重要。蜂巢式物聯網和藍牙感測器的組合可用於監控供應鏈中每個階段的食品溫度。連接到農產品或肉類或乳製品的藍牙無線感測器可以監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——每一次感測器與蜂巢式網路閘道器連接時都會提供資料。低成本的藍牙感測器結合策略性放設置的蜂巢式閘道器,確保食物保持在適當的溫度範圍內,這是採用其他無線技術無法實現或不具有成本效益的方式。

作為上述兩個用例的後記,我應該也說明蜂巢式物聯網還可以在維持非常精確的冷鏈環境方面發揮重要作用,這在全球發送COVID-19疫苗所需的供應鏈物流時更加複雜。遍佈於全球的蜂巢式基礎設施提供了一個全球平台,用於無線監測溫度,也即將用於位置追蹤的其他無線技術。這種技術組合可以確保有效提供對溫度靈敏的疫苗,不僅在全球提供批准的COVID-19疫苗,同時用於足以改善世界各地公共衛生的各種其他疫苗。

當藍牙搭配並補強低功耗蜂巢式技術時,這些用例僅觸及了跨多個產業的應用表面。

編譯:Susan Hong

(參考原文:The synergy of cellular IoT and Bluetooth LE,by Jonathan Kaye )

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