Com smartphones e tablets, as comunicações móveis sem fio revolucionaram a forma como as pessoas trabalham.
Uma conexão sem fio de área ampla pode acessar servidores de Internet de qualquer lugar, e o próximo passo é espalhar o poder das comunicações sem fio para as comunicações de tipo de máquina (MTC), que irão desencadear um jogo de manufatura, gerenciamento urbano, transporte e serviços de energia em toda a indústria Mudança.
Os sensores ao longo da estrada transportam informações de fluxo de tráfego para os veículos recebidos e permitem que eles se movam livremente. Os mesmos dados podem informar os clientes sobre o tempo de chegada esperado dos bens. Outros sensores próximos rastreiam os níveis de poluição do ar e umidade para garantir que o ar seja fresco e saudável E as plantas recebem água e nutrientes suficientes, todos esses sensores usarão a tecnologia de comunicação sem fio para manter contato com o servidor da nuvem e acompanharão sua localização usando outros serviços sem fio, como a rede GNSS (Global Navigation Satellite System).
A identificação da localização é crucial não só para sensores de movimento, como os montados em caminhões de transporte, mas também para sensores ambientais que possuem uma posição fixa ao longo do ciclo de vida. A identificação de posicionamento pode reduzir os custos de implantação de sensores e permitir que eles relatem com precisão onde estão Posição sem intervenção do operador, e sinal de movimento involuntário ou intencional.
O sensor distribuído amplamente e os nós IoT são necessários para suportar aplicativos LPWAN. Muitas aplicações IoT existentes são baseadas em protocolos de curto alcance, como 6Lowpan, Bluetooth e Zigbee, que são expostos por centenas A gama limitada de medidores não é suficiente para suportar uma nova geração de sistemas MTC em grande escala.
O protocolo projetado para aplicativos LPWAN oferece recursos de comunicação que podem abranger nós entre um quilômetro ou o gateway e nós mais próximos, reduzindo os custos de implantação, incluindo equipamentos como sensores ambientais necessários para a agricultura, Para monitorar nós de IoT em rodovias, vias férreas e rios, e medidores inteligentes para uso doméstico. Além disso, as freqüências típicas da LPWAN são direcionadas diretamente a equipamentos enterrados no solo ou no porão sem a necessidade de gateways caros adicionais.
A implementação do MTC tem muitas opções, incluindo o acesso às bandas sem licença e licenciadas. A rotulagem LoRA funciona em uma banda sem licença com taxas de dados de até 12,5 kbit / s. As bandas não autorizadas parecem fornecer custos operacionais mais baixos, mas Na prática, os usuários ainda precisam implantar seus próprios gateways ou contratar dispositivos de terceiros. O recurso a bandas não licenciadas também pode levar a maiores riscos e interferências de outros usuários na mesma banda. Além disso, a maneira como a LoRA licenças a tecnologia Limitará o número de fornecedores de chips para evitar que ele seja integrado a um controlador IoT de chip único customizado de baixo custo.
Comunicação celular adiciona opções
Por outro lado, as comunicações celulares, devido ao uso de bandas de freqüência licenciadas, impedem muitas interferências e fornecem integradores de chips com maior flexibilidade e liberdade global.3GPO define uma série de protocolos prontos para IoT, mais recentemente definidos como IoT de banda estreita (NB-IoT). Pode suportar a penetração de sinais subterrâneos, semelhante à cobertura aprimorada de GSM.NB-IoT para taxas de dados de 10kbit / s para 50kbit / s, a funcionalidade aprimorada não só pode melhorar o desempenho do sistema, mas também Pode economizar energia.
Por exemplo, na versão 14 do NB-IoT, os especialistas do comitê 3GPP descobriram que manter uma taxa de transferência relativamente alta durante a transmissão era mais que limitar a taxa de bits ainda mais para o processo padronizado de transferência de dados, com foco na eficiência energética e melhorando continuamente Uma boa abordagem, que permite que os nós IoT completem as transmissões mais rapidamente e entre no modo de hibernação com economia de energia, consome menos energia durante a transmissão (é implementado principalmente por um amplificador de potência (PA).) Operadores Está empenhada em implementar a Versão 14 o mais rápido possível para garantir que o dispositivo agora em desenvolvimento suporte a rede do mundo real.
Arquitetura NB-IoT
Para completar o suporte do NB-IoT, é necessária uma arquitetura de computação eficiente para lidar com o processamento do sinal, a pilha de modems e o código do aplicativo do sensor necessários para atingir as taxas máximas de dados em um processador exclusivo. Se estes três As tarefas podem ser feitas no mesmo subsistema do processador, economizando o custo do silício e o consumo de energia em comparação com os processadores de núcleo duplo. O CCEVA analisou os padrões da Internet móvel de coisas e descobriu que, sob orçamento de energia rígido, processamento de instruções dedicado Alta capacidade de transmissão de dados do que a aceleração de hardware do desempenho geral melhor.
Se a implementação do chip estiver sendo executada no processador de 150MHz, metade do desempenho do processador pode executar o aplicativo, ao mesmo tempo, o núcleo DSP é o canal NB-IoT para enviar ou receber dados.
Plataforma completa NB-IoT
Além disso, a plataforma Dragonfly NB da CEVA inclui suporte de software do processador CEVA-X1 e ASTRI parceiro, além de periféricos projetados para nós IoT para design eficiente de energia porque muitos aplicativos de nodos IoT compatíveis com LPWAN requerem identificação de localização O transceptor de RF suporta sinais celulares e GNSS, uma arquitetura de baixa IF que converte dados de banda RF a base e integra e conecta diretamente uma unidade frontal digital (DFE). O transceptor fornece um oscilador digital on-chip para evitar Use um dispositivo de compensação de temperatura de controle de pressão off-chip mais caro.
Uma pilha de software completa fornece suporte de ponta a ponta para NB-IoT e GNSS para gerenciar comunicações de dados e tarefas de aplicativos de usuário através do sistema operacional RTOS, então esta é uma plataforma projetada para uma nova geração de sistemas MTC de grande escala que podem suportar Desenvolvimento rápido de aplicativos da Internet de Coisas.