物联网边缘设备云连接规划注意事项
发表于 2022-06-30 09:56:42

本文提及的 Qualcomm 产品由 Qualcomm Technologies, Inc. /或其子公司提供。

今天的智能物联网边缘设备可以利用蜂窝网络和 Wi-Fi 连接云端,实现高带宽、低延迟的可靠连接。但是,将无线连接集成到物联网设备比仅仅集成无线电模块要复杂的多。除了功能和技术考量外,还要考虑目标或部署区域的无线技术普及程度,以及具体区域的监管要求和网络运营商能力。下面我们来详细讨论一下。

功能要求

设备发送和接收的数据类型对于其设计有很大的影响。例如,视频直播要求高带宽、低延迟和可靠的电源。而定期发送温度传感器数据则需要使用更简单、更低功耗和更具成本效益的芯片。

在计算方面,必须确定如何在边缘和云端分配处理任务。然后再确定是否需要内置无线连接的片上系统 (SoC),或者使用独立的无线电模块,与现有的电路集成。同样,确定设备与其他设备的交互性也很重要。例如,我们的许多片上系统 (SoC) 支持硬接线 I/O 端口(如 SPII2C 等)和无线连接(如蓝牙、ZigBee 等),可以用来连接其他设备(如传感器)。

电源是另外一项重要的考虑因素。设备是否使用家用电源,还是使用电池供电?对于在偏远或环境苛刻地区的部署,往往会使用电池供电,此时应仔细计算,确定电池的容量和寿命参数。

最后,还要确定其他可能制约电路和天线尺寸的因素。资产跟踪器、扫描仪和物联网可穿戴设备的尺寸可能会受到限制,而具有较大尺寸的箱体(例如,信息亭)应该在尺寸上没有太多的限制。

我们的大多数物联网解决方案不会增加物联网设备电路太多的占用空间。例如,我们Qualcomm MDM9206 LTE 调制解调器支持 LTE Cat-M1DL Ul)和 LTE Cat-NB1 (Ul),尺寸仅为 6.9 × 7.8 × 0.82 毫米,还有我们 Qualcomm QCS2290 应用处理器支持 802.11a/b/g/n/ac,尺寸仅 12.0 × 12.4 × 0.91 毫米。

功能要求限定了设备可能的功能,但规划还不能到此为止,还需要探讨几项与区域相关的因素,这些因素可能会进一步限制设备在目标区域或部署区域使用的无线电通信技术。

目标区域的无线应用情况

不同的地区可能会实施不同的无线技术和标准。例如,虽然全球许多地区正在向 5G 过渡,但 4G2G3G 等旧技术在某些领域仍然应用广泛。因此,有必要了解一下相关通信技术终止服务的计划表同样,频段许可和分配也可能因地区不同而存在很大的差异。此5G NR 网络清单显示了全球各国 5G 频带使用的现状,而此页面列出了 Wi-Fi WLAN 通道。

Also, look at what radio technology is available in your target region or deployment area. For example, a remote deployment location may have cellular connectivity but not Wi-Fi. And depending on the jurisdiction, only specific cellular technologies (e.g., 4G) may be available.

此外,还需要查看目标区域或部署区域可供使用的无线电技术。例如,某远程部署位置有蜂窝连接,但没有 Wi-Fi。另外,不同的地区可能只有特定的蜂窝技术(例如, 4G)可供使用。

您应该在这些潜在限制条件,以及目标或部署区域之外的其他限制条件下,测试设备的性能。虽然您可能仅针对某个特定区域,但未来仍然可能会在其他区域使用。

监管要求

每个区域都有相应的监管机构,监督无线产品的测试和认证。这些机构通常得到政府的支持,目的是防止无线电干扰,确保使用安全(例如,最小辐射水平)。当然,可能还会有其他要求,如遵守国家安全利益。

在美国,联邦通信委员会 (FCC) 负责此项监督工作,指定电信认证机构 (TCB) 认证产品。在加拿大,负责监督的是加拿大广播电视和电信委员会 (CRTC),而认证工作则由加拿大创新科学和经济发展部执行。如需了解世界各地监管机构的完整清单,请参阅此页面

请务必在项目中为具体区域的监管测试和认证安排时间。您可能还需要在设备的技术文档中列出这些证书。

网络运营商的能力

在集成蜂窝网络连接时,须确定计划销售或部署设备所在地的网络运营商的能力。例如,一个国家大型网络运营商可能支持多种蜂窝技术(例如,5GUMTSHSPAHSPA+等)和频带。而较小的运营商只支持其中一小部分。网络运营商的能力决定了服务提供的方式、所需的 SIM 卡类型(例如,eSIMS)、服务质量以及最终的运营成本。

以下是主要地区部分移动网络运营商的名单,可能会在您的规划期间有所帮助:

  • 美洲移动网络运营商名单
  • 亚太地区移动网络运营商名单
  • 欧洲移动网络运营商名单
  • 中东和非洲移动网络运营商名单

根据运营商套餐计划进行优化

请记住,物联网通信要求可能并不总能与运营商的标准数据套餐计划相一致。来回发送的消息数量、每条消息发送的数据量等,都会导致巨额的蜂窝通信账单。不过,现在很多运营商都认识到了物联网的增长和价值,可能会在官网上提供针对物联网的套餐计划和解决方案信息。

此外,也可以考虑使用专门面向物联网的物联网框架,这些框架基于消息条数,或者区域定价,例如 Twilio Cellular Connectivity 服务Blues wireless Notehub Sierra Wireless Octave。这些解决方案可以根据物联网设备的通信需求,提供简单的计费计划。

最重要的是要优化设备的通信和消息传递。可以尝试压缩数据,组合数据,利用边缘计算,减少离开设备的数据量。例如,我们 Qualcomm QCM6490 1 内置蜂窝连接和 Wi-Fi 6EQualcomm QCS6490 2 配备 Wi-Fi 6E 模块,均提供边缘计算,可用于优化通信和消息传递。

更多的例子,请参见 选择物联网应用处理器.有关完整的清单,可以参见我们的产品目录.

以下是部分博客文章和电子书,可以帮助您进行项目规划:

  • 远程农业经营的“北极星”
  • 使用 Sensoneo 废物管理数字平台避免浪费
  • 生物废弃物管理解决方案使用 Octave
  • 通过 Veea 边缘平台和农村云计划开展物联网合作
  • 在智能互联空间打造互联智能边缘
  • 2G/3G 正全速退出历史舞台,您准备好了吗?
  • 物联网开发连接选项(电子书)

[1] M”表示设备拥有一个用于连接的调制解调器。

[2] S”表示设备是应用处理器,需要使用外部调制解调器。

Qualcomm MDM9206 LTE 调制解调器、Qualcomm QCM2290Qualcomm QCM6490 Qualcomm QCS6490 Qualcomm Technologies, Inc. /或其子公司的产品。

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