BLE против LoRaWAN против LTE-M против NB-IoT: Практическое руководство по подключению устройств Интернета вещей

Выбор правильной технологии подключения является одним из наиболее важных решений при разработке продуктов Интернета вещей.. Вначале это может показаться технической деталью., но в реальных проектах, это влияет почти на все: стоимость продукта, срок службы батареи, конструкция антенны, сертификация, мобильное приложение, облачная платформа, график производства, и даже послепродажное обслуживание.

Многие клиенты приходят к нам с простым вопросом: «Какую беспроводную технологию мне следует использовать для моего устройства?»?Честный ответ: это зависит от вашего приложения.

Тег BLE для отслеживания активов внутри помещений, датчик LoRaWAN для сельскохозяйственных угодий, логистический трекер LTE-M, и счетчик воды NB-IoT имеют совершенно разные потребности.. Так что вместо того, чтобы просто сравнивать технические характеристики, нам следует посмотреть, как каждая технология работает в реальных случаях использования..

Почему выбор возможности подключения имеет значение при разработке продуктов Интернета вещей

В Интернете вещей, Возможность подключения – это не просто «отправка данных». Он решает, как продукт работает в полевых условиях..

Например, если вашему устройству необходимо каждые несколько минут отправлять данные о местоположении при перемещении по городам, технологии ближнего действия, такой как BLE, самой по себе будет недостаточно. Если вашему устройству нужно сообщать температуру со склада или фермы только один раз в час, сотовая связь может быть слишком дорогой и энергоемкой. Если вашему продукту необходимо напрямую подключаться к смартфону, тогда BLE станет очень практичным выбором.

Неправильный выбор подключения может привести к множеству проблем в дальнейшем.: более короткий срок службы батареи, чем ожидалось, плохой сигнал в реальных условиях, дорогие тарифные планы, сложная сертификация, или даже полный редизайн печатной платы и антенны.

Вот почему лучшее время для принятия решения о технологии подключения — на ранней стадии определения продукта., до начала проектирования оборудования.

Что такое БЛЕ?

БЛЕ, или Bluetooth с низким энергопотреблением, — одна из наиболее распространенных беспроводных технологий для устройств Интернета вещей малого радиуса действия.. Он предназначен для связи с низким энергопотреблением и широко поддерживается смартфонами., таблетки, шлюзы, и многие потребительские устройства.

Простыми словами, BLE — хороший выбор, когда ваше устройство должно работать поблизости.

Типичные продукты BLE включают теги активов., маяки, носимые тревожные кнопки, смарт-карты, датчики, теги позиционирования в помещении, и небольшие потребительские устройства Интернета вещей. Например, если больница хочет отслеживать медицинское оборудование в разных помещениях, Теги BLE могут транслировать сигналы, и шлюзы BLE или мобильные приложения могут их сканировать.. Если склад хочет провести инвентаризацию активов, сотрудники могут использовать телефон или сканер для обнаружения близлежащих тегов BLE..

Самым большим преимуществом BLE является его экосистема.. Почти каждый современный смартфон поддерживает Bluetooth., так много устройств BLE могут взаимодействовать с мобильными приложениями без необходимости использования SIM-карты или сотовой сети.. Модули и чипы BLE также являются зрелыми., и общая стоимость оборудования может быть очень конкурентоспособной.

Конечно, У BLE также есть ограничения. Он не предназначен для дальней связи на открытом воздухе.. Фактическая дальность зависит от конструкции антенны., передавать мощность, препятствия, и размещение шлюза. В реальных проектах, стены, металлические полки, человеческие тела, и машины могут влиять на качество сигнала.

Так, BLE не всегда подразумевает «дальнюю дальность действия». Это больше о малой мощности, бюджетный, ближайшая связь, и гибкое развертывание.

Что такое ЛоРаВАН?

LoRaWAN — это технология глобальной сети с низким энергопотреблением.. Он предназначен для устройств, которым необходимо отправлять небольшие объемы данных на большие расстояния, сохраняя при этом низкое энергопотребление. По сравнению с BLE, LoRaWAN может покрыть гораздо большую территорию. Именно поэтому его часто используют в сельском хозяйстве., индустриальные парки, умные города, счетчики коммунальных услуг, экологический мониторинг, и дистанционные датчики. Например, ферме могут потребоваться датчики влажности почвы на большой открытой территории.. Эти датчики могут отправлять данные только несколько раз в день., но им нужно работать месяцами или годами от батареи. В этом случае, LoRaWAN обычно лучше подходит, чем BLE или традиционная сотовая связь..

Однако, LoRaWAN обычно требует шлюза или доступа к существующей сети LoRaWAN.. Это важный момент. Некоторые клиенты сравнивают только стоимость устройств, но забывают стоимость развертывания шлюзов., сетевые серверы, установка, и обслуживание. LoRaWAN очень силен, когда объем данных невелик, а устройства разбросаны по большой территории.. Но он не подходит для высокоскоростных данных, голос в реальном времени, видео, или частая передача больших данных.

Суммируя, LoRaWAN отлично подходит для «малых данных»., большая дальность, приложения с низким энергопотреблением.

Что такое LTE-M?

LTE-M — это сотовая технология LPWA, разработанная для устройств Интернета вещей.. Он использует сети мобильных операторов и поддерживает лучшую мобильность по сравнению с NB-IoT.. Это делает LTE-M практичным выбором для устройств, которые перемещаются.. Типичные области применения включают логистические трекеры., устройства слежения за автопарком, носимые сигнализаторы безопасности, трекеры для домашних животных, промышленные мобильные активы, и аварийные кнопки. Например, если логистическая компания хочет отслеживать контейнеры, поддоны, или транспорт по городам, LTE-M может обеспечить глобальную связь без развертывания частных шлюзов.. Устройство может отправлять местоположение, движение, температура, или данные тревоги через сотовую сеть.

LTE-M также может поддерживать относительно более высокие скорости передачи данных, чем NB-IoT., и, как правило, это лучше для мобильных сценариев. Если устройство часто перемещается между базовыми станциями, LTE-M зачастую более подходит, чем NB-IoT.. Но есть и практические моменты, которые следует учитывать.. Устройствам LTE-M обычно требуется SIM-карта или eSIM., покрытие оператора, планы данных, настройка антенны, и сертификация сотовой связи. Стоимость оборудования и энергопотребление обычно выше, чем у BLE или LoRaWAN., хотя все еще оптимизирован для IoT по сравнению с традиционным LTE.

Так, LTE-M часто является хорошим балансом, когда вам нужно широкое покрытие., мобильность, и умеренная передача данных.

Что такое NB-IoT?

NB-IoT — еще одна сотовая технология LPWA.. Он также предназначен для маломощных устройств IoT., но особенно сильно он проявляется в фиксированных или маломобильных приложениях, отправляющих небольшие объемы данных.. NB-IoT обычно используется в счетчиках воды., счетчики электроэнергии, умные датчики парковки, контроль крышки люка, отчет о состоянии основных средств, и другие устройства, установленные в условиях сложного сигнала. Одним из важных преимуществ NB-IoT является глубокое покрытие.. Он может работать лучше, чем многие традиционные беспроводные технологии в подвалах., подсобные помещения, счетчиковые коробки, и других внутренних или подземных местах. Например, умный счетчик воды можно установить внутри шкафа или подвала. Не нужно отправлять данные каждую секунду. Он может сообщать данные об использовании только один или несколько раз в день.. В этом случае, NB-IoT может быть очень подходящим вариантом.

Однако, NB-IoT обычно не лучший выбор для быстродвижущихся активов.. Он больше подходит для статических устройств с низкой частотой передачи данных.. Как LTE-M, это также зависит от поддержки сети оператора, SIM/eSIM, региональные полосы частот, и требования к сертификации.

Так, простой способ понять NB-IoT — это: стационарное устройство, небольшие данные, глубокий охват, длительное время автономной работы.

Таблица быстрого сравнения

Простое практическое правило

Если вам нужна телефонная связь, обнаружение на близком расстоянии, или отслеживание в помещении, BLE обычно является первым вариантом, который следует рассмотреть.

Если вам нужны данные датчиков дальнего действия, не полагаясь на тарифные планы сотовой связи, LoRaWAN может очень хорошо подойти, специально для ферм, заводы, кампусы, и индустриальные парки.

Если ваше устройство перемещается по городам или странам и ему требуется покрытие сотовой связи, LTE-M часто лучше подходит для мобильных устройств слежения и безопасности..

Если ваше устройство исправлено, отправляет только небольшие данные, и может быть установлен в глубоких помещениях, NB-IoT обычно стоит рассмотреть.

Конечно, реальные проекты не всегда так просты. Некоторые устройства могут сочетать в себе две технологии.. Например, трекер может использовать BLE для обнаружения поблизости и LTE-M для передачи отчетов по всей территории.. Сенсорная сеть может использовать датчики BLE со шлюзом, который загружает данные через LTE или Ethernet..

Последние мысли

Не существует единой «лучшей» технологии подключения для всех устройств Интернета вещей.. Правильный выбор зависит от вашего реального применения..

Прежде чем выбрать BLE, ЛоРаВАН, LTE-М, или NB-IoT, вам следует задать несколько практических вопросов:

Где будет использоваться устройство?
Это в помещении или на открытом воздухе?
Это фиксированное или движущееся?
Как часто нужно отправлять данные?
Какое время автономной работы вы ожидаете?
В каких странах будет продаваться товар?
Доступно ли покрытие локальной сети?
Какая сертификация требуется?
Какова целевая стоимость продукта?

В разработке продуктов Интернета вещей, возможность подключения следует рассматривать вместе с проектированием оборудования., прошивка, антенна, облачная платформа, приложение, сертификация, и стоимость массового производства.

В Эдроптех, мы обычно предлагаем клиентам начать с реального варианта использования, не только из названия технологии. Как только сценарий применения станет ясен, становится намного проще выбрать правильное беспроводное решение и избежать ненужной модернизации в дальнейшем.

Если вы уже знаете основные различия, Следующий шаг — выбор подключения по приложению.