蓝牙、Wi-Fi和NB-IoT的应用场景分析

问：IIoT对无线连接的要求是什么？

答：市场上没有适合所有工业物联网（IIoT）应用的“一体适用”无线连接解决方案。不同的应用具有不同的要求，使得某种解决方案比其他解决方案更合适。不过，任何无线应用通常有多个典型的关键要求，包括：数据速率，功耗/电池寿命，连接范围和稳定性，安全性，互操作性和通用生态系统，当然还有成本。

CEVA公司销售与市场营销总监Franz Dugand

问：贵公司看好哪类无线通信标准？其适合哪类工业或商业应用场景，在应用中有何困难或挑战？

答：工业物联网采用了几种无线通信标准和专有解决方案。不过，CEVA认为最受欢迎的是蓝牙、Wi-Fi和NB-IoT。它们都具有强大的安全功能并拥有大型生态系统。我们根据具体应用来决定其中哪个方案较合适。让我们看看一些应用：

（1）资产跟踪。如果应用要求在国家或世界范围内跟踪资产（例如集装箱），那么蜂窝通信解决方案是最好的选择，以便在各处进行通信。NB-IoT（带有GNSS）是低成本和低功耗应用的最佳选择，并且已获所有移动网络运营商（MNO）在全球范围部署。

如果应用是在小范围内或建筑物、工厂、仓库或医院等室内跟踪资产，Wi-Fi或低功耗蓝牙都是很好的选择。这两种技术都包含本地化功能。尽管Wi-Fi的连接范围更广，但低功耗蓝牙不仅具有更低的功耗，并提供了更好的精度（远低于1米），这要归功于使用AoA/AoD（到达角/出发角）方法的全新低功耗蓝牙5.1测向功能。

（2）无线传感器/执行器监控。最合适的方案选择还是取决于连接范围、吞吐量和功耗限制。例如，在智能农业、智能计量和智慧城市中，连接范围通常很广（从几百米到几千米），数据吞吐量非常低，维护周期很长，因此NB-IoT是充分利用MNO的高可用性基础架构的绝佳选择。如果是用于范围较小的室内应用，连接医疗传感器或智能建筑传感器（诸如状态检测、门锁、温度计、机器控制和缺陷检测），那么Wi-Fi或低功耗蓝牙更合适。若要直接连接到云，则Wi-Fi会更好；如果低功耗（即电池寿命）更为重要，则低功耗蓝牙是首选方案。无电池低功耗蓝牙设备（注：具有太阳能或其他能量收集技术）越来越受欢迎。实际上，低功耗蓝牙标准在过去数年中已经获得长足发展以满足此类应用需求，具有长距离和Mesh支持，尤其是Mesh已证明很受欢迎，可以覆盖经典蓝牙范围以外的领域。如果吞吐量要求很高（超过100 kbps数倍），则Wi-Fi更合适，例如心电图（ECG）应用需要在几天的时间内，连续将患者的生体信号从各种ECG单元流传输到机器。

（3）照明。低功耗蓝牙是合适的选择，尤其感谢Mesh支持。可以将100盏甚至1000盏灯连接在一起，并可以通过PC、平板电脑或智能手机进行控制/监视。在室外，如果设备之间的距离太大，则可以使用NB-IoT或Wi-Fi。

（4）监视/安保。我们可以看到多种技术的组合使用。由于吞吐量要求，摄像机将使用Wi-Fi，而用于状态检测、门窗打开检测的传感器则可以使用Wi-Fi或低功耗蓝牙。烟雾探测器之类的安全关键设备倾向于使用NB-IoT，以实现更高的可靠性，因为在断电或接入点被烧毁的情况下，Wi-Fi将难以发挥作用。某些应用还可能结合低功耗蓝牙（带Mesh）和NB-IoT，并通过共享的NB-IoT链路通过云对低功耗蓝牙连接的设备集群进行监视，从而大大降低使用蜂窝的成本。

问：CEVA有哪些创新的解决方案？

答：CEVA是世界领先的半导体IP供应商，提供蓝牙、Wi-Fi和带有GNSS的NB-IoT交钥匙解决方案。我们的客户将解决方案集成到SoC中，用于各种物联网应用。我们的解决方案涵盖了无线电、调制解调器、基带/MAC和软件协议栈，其中后者可在通用CPU或CEVA DSP上执行，以实现最佳性能。

● CEVA-Dragonfly NB2是交钥匙NB-IoT平台，包括RF和可在CEVA DSP上运行的物理层和协议栈。它已通过GCF预认证，并且已经在各种MNO网络上通过了测试。我们还建议使用GNSS附加组件，这使得综合解决方案非常适合资产跟踪应用。我们还支持各个合作伙伴提供的其他RF。

● CEVA RivieraWaves蓝牙IP包含低功耗蓝牙和双模蓝牙这类，并作为交钥匙平台提供，其中包含控制器、RF，以及在RISC-V处理器上运行的软件协议栈。我们还支持各个合作伙伴提供的替代RF，以及ARM Cortex M系列等处理器。

● 作为交钥匙平台，CEVA RivieraWaves Wi-Fi IP涵盖了Wi-Fi 4、5和6 （802.11a/b/g/n/ac/ax），并具有1x1或MIMO （2x2 or 4x4）配置。包含具有fullMAC软件协议栈的PHY和MAC，已预先集成到各种RTOS中（包括FreeRTOS和AliOS）。同样，我们支持合作伙伴RF和Risc-V或ARM或类似处理器。