藍牙、Wi-Fi和NB-IoT的應用場景分析

問：IIoT對無線連接的要求是什么？

答：市場上沒有適合所有工業物聯網（IIoT）應用的“一體適用”無線連接解決方案。不同的應用具有不同的要求，使得某種解決方案比其他解決方案更合適。不過，任何無線應用通常有多個典型的關鍵要求，包括：數據速率，功耗/電池壽命，連接范圍和穩定性，安全性，互操作性和通用生態系統，當然還有成本。

CEVA公司銷售與市場營銷總監Franz Dugand

問：貴公司看好哪類無線通信標準？其適合哪類工業或商業應用場景，在應用中有何困難或挑戰？

答：工業物聯網采用了幾種無線通信標準和專有解決方案。不過，CEVA認為最受歡迎的是藍牙、Wi-Fi和NB-IoT。它們都具有強大的安全功能并擁有大型生態系統。我們根據具體應用來決定其中哪個方案較合適。讓我們看看一些應用：

（1）資產跟蹤。如果應用要求在國家或世界范圍內跟蹤資產（例如集裝箱），那么蜂窩通信解決方案是最好的選擇，以便在各處進行通信。NB-IoT（帶有GNSS）是低成本和低功耗應用的最佳選擇，并且已獲所有移動網絡運營商（MNO）在全球范圍部署。

如果應用是在小范圍內或建筑物、工廠、倉庫或醫院等室內跟蹤資產，Wi-Fi或低功耗藍牙都是很好的選擇。這兩種技術都包含本地化功能。盡管Wi-Fi的連接范圍更廣，但低功耗藍牙不僅具有更低的功耗，并提供了更好的精度（遠低于1米），這要歸功于使用AoA/AoD（到達角/出發角）方法的全新低功耗藍牙5.1測向功能。

（2）無線傳感器/執行器監控。最合適的方案選擇還是取決于連接范圍、吞吐量和功耗限制。例如，在智能農業、智能計量和智慧城市中，連接范圍通常很廣（從幾百米到幾千米），數據吞吐量非常低，維護周期很長，因此NB-IoT是充分利用MNO的高可用性基礎架構的絕佳選擇。如果是用于范圍較小的室內應用，連接醫療傳感器或智能建筑傳感器（諸如狀態檢測、門鎖、溫度計、機器控制和缺陷檢測），那么Wi-Fi或低功耗藍牙更合適。若要直接連接到云，則Wi-Fi會更好；如果低功耗（即電池壽命）更為重要，則低功耗藍牙是首選方案。無電池低功耗藍牙設備（注：具有太陽能或其他能量收集技術）越來越受歡迎。實際上，低功耗藍牙標準在過去數年中已經獲得長足發展以滿足此類應用需求，具有長距離和Mesh支持，尤其是Mesh已證明很受歡迎，可以覆蓋經典藍牙范圍以外的領域。如果吞吐量要求很高（超過100 kbps數倍），則Wi-Fi更合適，例如心電圖（ECG）應用需要在幾天的時間內，連續將患者的生體信號從各種ECG單元流傳輸到機器。

（3）照明。低功耗藍牙是合適的選擇，尤其感謝Mesh支持。可以將100盞甚至1000盞燈連接在一起，并可以通過PC、平板電腦或智能手機進行控制/監視。在室外，如果設備之間的距離太大，則可以使用NB-IoT或Wi-Fi。

（4）監視/安保。我們可以看到多種技術的組合使用。由于吞吐量要求，攝像機將使用Wi-Fi，而用于狀態檢測、門窗打開檢測的傳感器則可以使用Wi-Fi或低功耗藍牙。煙霧探測器之類的安全關鍵設備傾向于使用NB-IoT，以實現更高的可靠性，因為在斷電或接入點被燒毀的情況下，Wi-Fi將難以發揮作用。某些應用還可能結合低功耗藍牙（帶Mesh）和NB-IoT，并通過共享的NB-IoT鏈路通過云對低功耗藍牙連接的設備集群進行監視，從而大大降低使用蜂窩的成本。

問：CEVA有哪些創新的解決方案？

答：CEVA是世界領先的半導體IP供應商，提供藍牙、Wi-Fi和帶有GNSS的NB-IoT交鑰匙解決方案。我們的客戶將解決方案集成到SoC中，用于各種物聯網應用。我們的解決方案涵蓋了無線電、調制解調器、基帶/MAC和軟件協議棧，其中后者可在通用CPU或CEVA DSP上執行，以實現最佳性能。

● CEVA-Dragonfly NB2是交鑰匙NB-IoT平臺，包括RF和可在CEVA DSP上運行的物理層和協議棧。它已通過GCF預認證，并且已經在各種MNO網絡上通過了測試。我們還建議使用GNSS附加組件，這使得綜合解決方案非常適合資產跟蹤應用。我們還支持各個合作伙伴提供的其他RF。

● CEVA RivieraWaves藍牙IP包含低功耗藍牙和雙模藍牙這類，并作為交鑰匙平臺提供，其中包含控制器、RF，以及在RISC-V處理器上運行的軟件協議棧。我們還支持各個合作伙伴提供的替代RF，以及ARM Cortex M系列等處理器。

● 作為交鑰匙平臺，CEVA RivieraWaves Wi-Fi IP涵蓋了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軟件協議棧的PHY和MAC，已預先集成到各種RTOS中（包括FreeRTOS和AliOS）。同樣，我們支持合作伙伴RF和Risc-V或ARM或類似處理器。