建设全栈生产物联网网络的关键

SENET总工程师解释了如何构建物联网的约束范围内网络

Outside of the consumer market, real examples of the Internet of Things (IoT) often disappoint because in the end, they are limited by one or more of the IoT’s constraints: tens of billions of devices, cheap to acquire, cheap to deploy, security and ubiquitous connections.

我和Dave Kjendal谈过,SENET因为他已经建立了满足这些限制的产品和网络。这是很有见地的,因为赛尼特生产的产品使用了整个物联网堆栈。

Senet的发展始于2009年,当时它使用低成本的燃料箱传感器,通过未经授权的电波进行通信,以优化配送路线。该公司目前运营着一个通用的LoRaWAN物联网网络,覆盖美国四十分之一的地区。2020欧洲杯夺冠热门LoRaWAN是一种低功率广域网的实现,设计用于以大约每小时1个频率传输小消息。它提供了大约55%的物联网广域网连接。这是一种不同于移动运营商所承诺的3GPP的技术方法,而3GPP还有待标准化。

物联网网络选项 SENET

回顾20世纪初,全国电话服务刚刚起步的时候,有2500多家电话公司,因为电话业务是一种创业业务,不可能集中规划和执行。企业家们将当地的家庭和企业连接起来,然后被收购并整合成一个全国性的电话网络。同样的事情也发生在有线电视和寻呼机的早期。

LoRaWan似乎因为它是推动反对限制了物联网的约束要遵循类似的模式。

第一个也是最重要的促发因素和最好的指标一个技术平台已经逃脱了研发和原型阶段,那就是商用硅的可用性。LoRaWAN无线电模块进入第三轮。

LoRaWAN推出和覆盖

虽然网络组件需要满足美国联邦通信委员会(FCC)认证标准,LoRaWAN使用未经许可的无线电频谱,缓解从大规模投资网络运营商在获取来自FCC无线频谱块。这个级别的竞争环境对于希望针对大型电信竞争带来的物联网WAN小运营商。推出一个LoRaWAN网络是共享的,因为手机信号塔基础设施的小企业经营者进行访问。移动运营商并不拥有这个基础设施。一些公司,如美国的塔和Crown Castle公司自己对他们的塔和租用空间,运营商安装他们的收音机。

LoRaWAN工作在三个功率电平。

  • 1瓦特或30 DBM-的应用,如抄表
  • 0.25瓦特或24 DBM-等应用资产跟踪垃圾监测,害虫检测,罐监测
  • 0.025瓦或14 dbm,用于硬币电池供电的可穿戴设备

基站或网关可以稀疏部署。在20 dBm时,一个LoRaWAN发射塔上的单元无线电可以覆盖10英里的半径,在30 dBm时可以覆盖25英里的半径,有时可以覆盖100英里。这种架构可以支持在这些距离上稀疏部署终端设备,或者密集部署每平方公里100,000个设备。还有一个室内网关版本。

三个,四网关覆盖东北大学,包括地下室和加热室。SENET最近展示了安装在27小网关th该酒店共有36层,有两个出入口,造价不到200美元,主要用于轻工业。

Senet运营着美国最大的这类网络。室内和室外网关的部署模式让解决方案提供商与各种解决方案提供商和网络运营商构建网络覆盖。互操作性让解决方案提供商将网络运营商联合成一个网络,以满足客户需求。由于LoRaWAN的标准化,Senet的覆盖范围可以与Comcast或其他运营商的覆盖范围相结合。

物联网:从原型到大规模试验再到生产

相信物联网需要一些协调的不协调。物联网设备要便宜,就必须以数百万消费者的规模生产。与此同时,它们需要专门制造,设计成半固态、电池效率高的设备,不需要任何不必要的组件或传感器。除非有一个灵活的供应链,否则不可能把这两种想法放在一起。对于许多客户来说,创建一个概念原型是可能的,但是他们没有足够的人手来设计集成微控制器的下一个产品迭代,使用开发工具包的LoRaWAN radio。

Kjendal公司已经看到了一个由lorawa公司包装的传感器的新兴产品组合。他给我看了一些用于大规模试验的有趣的传感器。一个是拇指大小的IP65包,有一个三轴加速度计,一个磁力仪,以及压力、湿度和温度传感器。它还有一个按钮/LED接口和3至5年的电池续航能力,每台售价20至25美元。

很多应用程序将使用更少的传感器或需要添加另一传感器,诸如光传感器。在这些情况下,Kjendal会回到制造商和缩放从10,000到100,000的时候适当地定制设备。其他包装传感器探测火,烟,水或资产跟踪。

物联网技术应用的最好指标是半导体制造商。意法半导体,村田和Microchip的嵌入式LoRaWAN无线电所有构建微控制器,以加速设备的设计和制造。Kjendal希望看到在未来一个芯片(SoC)的某个系统。类似于提供最大的移动电话在单个SoC的Snapdragon芯片,集成微控制器的高通的战略,LoRaWAN无线电与其它常用的设备集成到SoC将加快新产品的IoT。Kjendal说,一个可能的SoC成本降低到每模块$ 3

部署一百万台物联网设备

除了经营其美国网络的首要任务,SENET已经推出了运营支撑系统(OSS)和业务支撑系统(BSS)用于通过网络运营商使用管理物联网的网络服务平台。该平台涉及三个重要的业务挑战。

  • 成本部署是一个重要的考虑因素。部署终端设备的人员将是农民、卡车司机、暖通技术人员、维修人员等,他们还有另一个主要的功能要完成。任务必须简单和快速,并且不能依赖于任何it技能,否则部署成本可能会使项目不可行的。
  • 供应必须是安全的,集中管理。根据应用程序的威胁评估,该平台可以支持在制造期间和集中实现的一系列安全保护。需要高安全性的应用程序可以由受信任的组织构建在具有嵌入在控制器的可信元素中的信任信息的硬件组件上。构建在这些安全组件上的终端设备可以在亚洲以低成本高效地生产,而不会受到损害,并且可以使用来自平台安全控制器的密钥进行集中供应。平台可以由客户或解决方案提供商独立于网络运营商运行。它是eSIM模型的扩展。
  • 使快速移动的创业经营者进入市场,参与LoRaWAN淘金热。

利用该平台,Kjendal演示了一个100KB的图像过空中固件更新。端点设备不能保持相关性并没有一个有效的更新机制及安全。

使用整个物联网堆栈

策略和研究始终是有趣的主题,可以帮助您更好地理解技术。但消费者购买和使用的产品之路要难理解得多。我和肯德尔的讨论非常有趣,因为他利用人们购买的整个物联网堆栈来构建产品。

SENET已经从油箱监控设备制造商到网关和终端设备的制造商发展,对网络运营商和托管服务平台开发商。SENET还就终端设备的设计决策的客户。Kendjal有经验的基础上充分物联网栈,给了他难得可贵的观点。在新泽西州的说法,一切都在物联网说简单,是因为有限的计算能力,远程无线电,低功耗,低成本的安全部署的制约确实辛苦,管理OSS和BSS。

最重要的一点就是物联网不通用。这成功的网络和产品将是特制的。LoRaWAN和非授权频段的选择给出了物联网的创新功能网络今天给出了创新的网络运营商在未预期到的授权频段引入3GPP到2018年或2019年移动运营商一个良好的开端。

SENET和Kendjal也证实了半导体和EDA工具厂商的重要性,使工程师能够快速和灵活性迭代他们的设计从原型到量产与最瘦的设计。

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