近年来,低功耗广域网 (lpwan)技术取得了长足的进步。当今两种领先的竞争 lpwan 技术是 lorawan 和 lte。lora 联盟是 lorawan 规范背后的组织,其成员数量有所增加。同时,at&t、verizon等lte运营商制定了完善的lte设备认证方案。lpwan 主要适用于不需要人工交互的远程应用程序,在这些应用程序中需要较长的电池寿命。根据应用的不同,某些设备可以在不更换电池的情况下运行长达 10 年。智能停车、资产跟踪、动物健康监测和客户服务自动化是越来越多的 lpwan 应用。
lpwan 应用
在繁忙的街道上寻找停车位既费时又令人沮丧。智能停车位配备地下传感器。这些传感器连接到应用程序,允许用户精确定位停车位的确切位置,而无需漫无目的地开车。连接到 lpwan 网络后,这些传感器可以在无需人工注意的情况下多年免维护。
使用 lte 网络进行实时资产跟踪提供了便利并节省了成本。例如,配备 lte 设备的货物向航运公司及其客户提供实时位置数据。能够追踪医疗用品等贵重资产的下落,让您高枕无忧。
另一个流行的应用程序使用 lorawan 通过检测运动模式来监测农场动物的健康状况。健康的动物比生病的动物更活跃。当动物生病时,它往往会躺下休息或不经常走动。通过实时报告,业主可以快速解决问题。
最后,lpwan 还可用于改善客户服务。例如,丙烷客户可能远离供应商。配备 lpwan 设备,可以实时跟踪丙烷的水平。当液位下降到预定阈值时,会自动向供应商发送信号以进行新的补充,而不会打扰客户。实时数据可防止丙烷耗尽的情况。
所以你正在寻找一个新的设计
lorawan 使用未经许可的频谱,不需要用户支付许可费。另一方面,lte 用户必须每月向 lte 运营商或运营商支付应用许可费。
在设计网络时,开发人员通常会经历以下步骤。这些步骤由内部和第三方执行,具体取决于项目要求和公司开发人员的经验水平。
定义产品规格和原型设计(通常在内部进行)
针对产品规格的初始产品性能测试(通常在内部进行)
获得所需的认证(通常在内部和外部进行)
最终测试和产品发布(通常在内部进行)
为什么获得所需的认证很重要
lpwan 产品开发有两个方面。第一个方面与产品性能有关,例如它的执行速度和/或它需要多少功率。第二方面涉及与例如由lte运营商提供的外部网络的互操作性。不同国家/地区的运营商需要进行认证,以确保 lpwan 设备能够按照运营商的网络规范运行。至少,它要求设备不会引入不需要的电气谐波。这种谐波会对网络造成电磁干扰。此外,运营商希望确保设备的射频 (rf) 正常工作。认证至关重要。未经认证,根据法律,支持许可频谱的 lpwan 设备将不允许销售到该特定地区。
有两个级别的认证要求。
在政府层面,有 fcc(北美)和 ce(欧洲)。然后是各种网络运营商和财团要求的蜂窝电信通用认证。它们包括以下内容:
来自蜂窝电信行业协会 (ctia)(北美)的 ptcrb,非成员 verizon 除外
全球认证论坛,或 gcf(欧洲和亚洲)
北美 ctia 于 1997 年发起 ptcrb 认证。ptcrb 国际移动设备识别码 (imei) 号码用于跟踪移动、物联网、m2m 设备和模块以进行认证。ptcrb 涵盖了 at&t、t-mobile 和加拿大网络等运营商的认证要求。ptcrb 认证可确保设备在正确的射频下运行,并且 sim 卡接口设计正确。
verizon 有自己的认证流程,并且不属于 ptcrb,因此需要 verizon 认证的设备需要通过单独的 verizon 开放开发计划 (odi) 认证流程。
gcf 成立于 1999 年,提供移动和蜂窝设备(包括物联网设备)的认证。其目的是确保全球互操作性,主要在欧洲和亚洲,使用 3gpp 技术,包括 geran (gsm)、utran (umts) 和 e-utran (lte)。
使用 lpwan 模块进行设计
许多因素会影响认证的总成本。设备的复杂性、开发人员的经验和预认证准备都起到了一定的作用。以下以美元计算的估算值仅供参考:
fcc 或同等机构的测试侧重于射频设计,以确保其辐射不会影响其他设备。(2,000 至 6,000 美元)
ptcrb 认证(20,000 至 50,000 美元,具体取决于设备类型)
verizon odi 认证(最高 150,000 美元)
gcf 认证(20,000 至 50,000 美元,取决于设备类型)
如果设备第一次没有通过,将会产生额外的费用。认证过程非常昂贵,因为设计新网络需要学习曲线。除非开发人员已经进行了较早的认证,否则很难预测需要多长时间。
然而,对于模块供应商来说,情况就不同了。一旦模块获得认证,它们将被一遍又一遍地出售。因此,投资回报比单个开发商公司所能获得的回报要好得多。对于开发人员而言,使用预先认证的模块可能会节省大量时间和精力。预认证模块选项可避免从头开始进行认证过程。终端设备仍需要经过认证,但过程要简单得多。
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