セルラーIoTとBluetoothLEの相乗効果

Cellular IoT（CIoT）は、Embedded.comのスタッフが過去数年間詳細に取り上げてきたトピックであり、LTE-MおよびNB-IoTの使用を開始する方法について読者を教育した記事と、採用曲線はセルラーIoT向けになります。後者の記事は、今後5年間で50億のCIoTデバイスが存在するという予測を引用しています。これは、セルラーがIoT展開のニッチな接続テクノロジーであった期間を考えると驚異的な数です。セルラー仕様の低電力バージョンのリリースは、そのすべてを変え、エリクソンの調査レポートで予測された種類の成長への道を開きました。

セルインフラストラクチャの遍在性と、LTE-MおよびNB-IoT低電力セルラーIoT仕様の並外れた電力効率品質により、製品エンジニアにとって魅力的なオプションとなっています。しかし、これまでこのトピックについて書かれていることのほとんどは、他のワイヤレステクノロジーと比較対照するために、LTE-MとNB-IoTを真空状態で見ています。 LTE-MとNB-IoTを他のテクノロジーと組み合わせると、2つのCIoT仕様のメリットがさらに魅力的になると強く感じています。

この記事では、エンジニアがLTE-MとNB-IoTをBluetooth Low Energy（LE）と組み合わせて、パーツの合計よりも大きな影響を与えるテクノロジーの組み合わせを作成することを検討する必要がある理由について具体的に説明します。

ただし、その前に、これらのタイプのデバイスやネットワークにとって非常に望ましいLTE-MとNB-IoTの品質を見てみましょう。携帯電話やタブレットで使用される携帯電話のバージョンの常時接続のバッテリーを消費するアーキテクチャとは異なり、LTE-MとNB-IoTは、IoT展開で使用するために非常に意図的に設計されており、バッテリーを消費する機能を備えています。 10年以上の寿命。また、データ転送にセルネットワークを使用しているということは、LTEサービスがある場所ならどこにでもCIoT用の既存のインフラストラクチャがあることを意味します。これらの利点と機能をさらに深く掘り下げたい方は、ここLairdConnectivityの同僚と共同執筆したこのホワイトペーパーを参照してください。

テクノロジーの組み合わせ

セルラーIoTテクノロジーには、それ自体に多くの利点がありますが、この記事を読んでいる製品エンジニアに伝えたい重要な点は、CIoTをBluetoothと組み合わせると、さらに強力で柔軟性があり、説得力があるということです。テクノロジーをどのように組み合わせることができるかを説明するために、Bluetoothのバッテリー効率、信頼性、およびその他の望ましい機能を利用するBluetooth対応デバイスに接続されたセルインフラストラクチャのユビキタスを利用するセルラーゲートウェイについて考えてみます。これにより、エネルギー効率が高く、低コストで、バッテリ駆動のBluetoothデバイスが、データ転送にほぼユビキタスなセルラーインフラストラクチャを使用できるようになります。これは、以下で説明する2つを含む、幅広い業界で説得力のあるユースケースがあるシナリオです。

ただし、CIoTとBluetoothを組み合わせることには他にも利点があります。 BluetoothとCIoTを組み合わせることで、エンジニアはバックホールインフラストラクチャとしてセルタワーを利用しながら、ネットワークにメッシュ機能を追加できます。これら2つのテクノロジーを組み合わせることで、エンジニアは、クラウドに接続されたアグリゲーターデバイスをサポートしながら、特定のアプリケーションに必要な最小のエネルギー消費を実現するセンサーを設計する柔軟性も得られます。このCIoTとBluetoothの組み合わせにより、エンジニアはリモートセンサーノードレベルでコイン電池とローカルワイヤレスネットワークを含む創造的なネットワーク展開を行うこともできます。

ただし、組み合わせたテクノロジーの機能について乾いた議論をするのではなく、ユースケースを議論するときにその可能性はさらに明白になると思います。以下は、低電力セルラーテクノロジーとBluetoothテクノロジーの組み合わせなしでは不可能または実用的ではない2つのアプリケーションです。これが、2つのテクノロジーを組み合わせたときにどれほど影響力があるかを示すだけでなく、ここでスケッチしたものを超える、読者の追加のユースケースのアイデアを刺激することを願っています。

リモートヘルスケア

私が説明する最初の使用例は、遠隔患者モニタリングと遠隔医療を含みます。これは、COVID-19パンデミックの間に患者と医師の間の重要なリンクになりました。医療行為では、通常は診療所で取得される患者情報を収集するために、今年、遠隔患者監視デバイスの使用が増加しています。血圧計、体重計、歩数計などのこれらのワイヤレスデバイスを使用すると、医師は患者に直接予約することなく、患者の健康データを綿密に監視できます。

移動が困難な患者やCOVID-19のリスクが高いカテゴリーの患者の場合、これにより、医師は、直接会って予約するのと同じ情報を持つ患者に効果的な遠隔医療を提供できます。 Bluetooth対応デバイスは、セットアップが簡単なセルラーゲートウェイとともに患者の自宅に出荷されます。医療機器からのデータは、Bluetooth信号を介してゲートウェイに送信されます。ゲートウェイは、ユビキタスセルラー接続を使用して、医療機関のITシステムへの安全なHIPAA準拠の接続を介して医療情報を送信します。次に、医師と看護師は情報にアクセスして、患者について行う医学的決定と、遠隔医療の予約を介した話し合いをガイドします。 CIoTとBluetoothは、バッテリー寿命が長く、患者の自宅での信頼性の高い接続性を備え、携帯電話対応のゲートウェイを介して医療機関にデータを安全に転送できるBluetooth対応の医療機器を使用してこのアプリケーションを作成します。

コールドチェーンの監視

これらの組み合わされたテクノロジーの力を示すもう1つの使用例は、コールドチェーンの監視です。これは、農場から食卓に移動する際の食品の品質と安全性を確保するために重要です。セルラーIoTとBluetooth対応センサーの組み合わせを使用して、サプライチェーンのすべての段階で食品の温度を監視できます。農産物や肉や乳製品の配達に接続されたBluetoothワイヤレスセンサーは、食品加工センターから配達トラックでの輸送プロセス、レストランやスーパーマーケットなどの目的地までの温度を監視できます。センサーがセルラーゲートウェイに接続するたびにデータを配信します。低コストのBluetoothセンサーと戦略的に配置されたセルラーゲートウェイを組み合わせることで、他のワイヤレステクノロジーでは不可能であるか、費用対効果が低い方法で、食品を適切な温度範囲に保つことができます。

上記の両方のユースケースの追記として、セルラーIoTは、米国内だけでなく世界的にもCOVID-19ワクチンの配布に必要な非常に正確なコールドチェーン環境を維持する上で重要な役割を果たす可能性があることにも言及する必要がありますサプライチェーンのロジスティクスはさらに複雑になることがよくあります。セルインフラストラクチャのユビキタスは、位置追跡に使用される他のワイヤレステクノロジーとともに、ワイヤレスで温度を監視するためのグローバルプラットフォームをグローバルに提供します。この技術の組み合わせにより、承認されたCOVID-19ワクチンの世界的な配信だけでなく、世界中の公衆衛生の改善を目的とした他のさまざまなワクチンに対しても、温度感受性ワクチンの効果的な配信を保証できます。

これらのユースケースは、Bluetoothが低電力セルラーテクノロジーを補完する場合に可能となる、複数の業界にわたるアプリケーションの表面をかじっただけです。