A sinergia de IoT celular e Bluetooth LE

IoT celular (CIoT) é um tópico que a equipe da Embedded.com abordou em detalhes nos últimos anos, com artigos que educaram os leitores sobre como começar a trabalhar com LTE-M e NB-IoT, bem como comentários sobre a rapidez com que o a curva de adoção será para IoT celular. Esse último artigo cita uma projeção de que haverá cinco bilhões de dispositivos CIoT nos próximos cinco anos - um número impressionante, dado o tempo que o celular foi uma tecnologia de conectividade de nicho para implantações de IoT. O lançamento de versões de baixa potência da especificação do celular mudou tudo isso, abrindo caminho para o tipo de crescimento previsto naquele relatório de pesquisa da Ericsson.

A onipresença da infraestrutura celular e as qualidades extraordinárias de eficiência energética das especificações de IoT celular de baixa potência LTE-M e NB-IoT as tornam opções atraentes para engenheiros de produto. Mas a maior parte do que foi escrito sobre este tópico até agora olha para LTE-M e NB-IoT em um vácuo, a fim de comparar e contrastar com outras tecnologias sem fio. Acredito fortemente que os benefícios das duas especificações CIoT são ainda mais atraentes quando você combina LTE-M e NB-IoT com outras tecnologias.

Para este artigo, discutirei especificamente por que os engenheiros devem procurar combinar LTE-M e NB-IoT com Bluetooth Low Energy (LE), criando uma combinação de tecnologias cujo impacto é maior do que a soma das partes.

Antes de mergulhar nisso, porém, vamos dar uma olhada nas qualidades de LTE-M e NB-IoT que os tornam tão desejáveis ​​para esses tipos de dispositivos e redes. Ao contrário da arquitetura sempre ligada e consumidora de bateria da versão de celular usada por telefones e tablets, o LTE-M e o NB-IoT foram projetados propositadamente para uso em implantações de IoT, com recursos de consumo de bateria que fornecem bateria projetada vida de 10 anos ou mais. E o uso de redes celulares para transferência de dados significa que existe uma infraestrutura pré-existente para CIoT em qualquer lugar onde haja serviço LTE. Para aqueles que desejam um mergulho mais profundo nesses benefícios e recursos, consulte este white paper que escrevi em coautoria com um colega aqui da Laird Connectivity.

Combinar tecnologias

A tecnologia IoT celular tem uma longa lista de vantagens por si só, mas o ponto principal que gostaria de fazer aos engenheiros de produto que lêem este artigo é que a CIoT é ainda mais poderosa, flexível e atraente quando combinada com Bluetooth. Para ilustrar como as tecnologias podem ser emparelhadas, pense em gateways de celular que aproveitam a onipresença da infraestrutura celular conectada a dispositivos habilitados para Bluetooth que aproveitam a eficiência da bateria do Bluetooth, confiabilidade e outros recursos desejáveis. Isso permite que dispositivos Bluetooth energeticamente eficientes, de baixo custo e alimentados por bateria usem uma infraestrutura celular quase onipresente para transferência de dados - um cenário que apresenta casos de uso atraentes em uma ampla gama de setores, incluindo dois que discuto abaixo.

Mas há outras vantagens em combinar CIoT e Bluetooth. A combinação do Bluetooth com o CIoT possibilita que os engenheiros adicionem recursos de malha às suas redes e, ao mesmo tempo, utilizem torres de celular como infraestrutura de backhaul. A combinação dessas duas tecnologias também dá aos engenheiros a flexibilidade de arquitetar os sensores para atingir o menor consumo de energia de que precisam para um determinado aplicativo, ao mesmo tempo que oferece suporte a um dispositivo agregador conectado à nuvem. Essa combinação de CIoT e Bluetooth também possibilita que os engenheiros façam implantações de rede criativas envolvendo células tipo moeda e redes sem fio locais no nível do nó do sensor remoto.

Em vez de ter uma discussão árida sobre os recursos das tecnologias combinadas, porém, acho que as possibilidades são ainda mais evidentes ao discutir os casos de uso. Abaixo estão duas aplicações que não seriam possíveis ou práticas sem a combinação das tecnologias de celular de baixa potência e Bluetooth. Minha esperança é que isso não apenas ilustre o quão impactante as duas tecnologias podem ser quando combinadas, mas também desperte ideias de casos de uso adicionais em leitores que vão além do que eu esbocei aqui.

Saúde remota

O primeiro caso de uso que discutirei envolve monitoramento remoto de pacientes e telessaúde, que se tornou um elo vital entre pacientes e médicos durante a pandemia COVID-19. As práticas médicas aumentaram o uso de dispositivos de monitoramento remoto de pacientes este ano, a fim de coletar informações do paciente que normalmente seriam obtidas no consultório médico. O uso desses dispositivos sem fio - incluindo monitores de pressão arterial, balanças e pedômetros - permite que os médicos monitorem de perto os dados de saúde dos pacientes sem exigir que os pacientes tenham uma consulta pessoal.

Para pacientes com problemas de mobilidade ou que estão em categorias de alto risco para COVID-19, isso permite que os médicos forneçam telessaúde eficaz para pacientes com as mesmas informações que estariam ao seu alcance em uma consulta pessoal. Os dispositivos habilitados para Bluetooth são enviados para a casa do paciente junto com um gateway de celular que é simples de configurar. Os dados dos dispositivos de saúde são enviados via sinal Bluetooth para o gateway, que usa conectividade celular onipresente para transmitir as informações de saúde por meio de uma conexão segura compatível com HIPAA ao sistema de TI da prática médica. Médicos e enfermeiras acessam as informações para orientar as decisões médicas que tomam sobre o paciente e as discussões que têm por meio de consultas de telessaúde. CIoT e Bluetooth tornam esta aplicação com dispositivos de saúde habilitados para Bluetooth que têm longa vida útil da bateria e conectividade confiável na casa do paciente e transferência segura de dados para a prática médica por meio de gateways habilitados para celular.

Monitoramento da cadeia de frio

Outro caso de uso que ilustra o poder dessas tecnologias combinadas é o monitoramento da cadeia de frio, que é fundamental para garantir a qualidade e a segurança dos alimentos à medida que eles vão das fazendas às mesas. Uma combinação de IoT celular e sensores habilitados para Bluetooth podem ser usados ​​para monitorar a temperatura dos alimentos em todas as fases da cadeia de abastecimento. Sensores sem fio Bluetooth acoplados às entregas de produtos ou carnes ou laticínios podem monitorar a temperatura do centro de processamento de alimentos, através do processo de transporte em caminhões de entrega e até destinos como restaurantes e supermercados - entregando dados cada vez que os sensores se conectam a gateways de celular. Os sensores Bluetooth de baixo custo combinados com gateways celulares estrategicamente posicionados garantem que os alimentos permaneçam nas faixas de temperatura apropriadas de maneiras que não seriam possíveis ou não seriam tão econômicas com outras tecnologias sem fio.

Como um pós-escrito para ambos os casos de uso acima, devo também mencionar que a IoT celular também pode desempenhar um papel significativo na manutenção do ambiente de cadeia de frio muito preciso que é necessário para a distribuição da vacina COVID-19 não apenas internamente nos Estados Unidos, mas também globalmente onde a logística da cadeia de suprimentos costuma ser ainda mais complexa. A onipresença da infraestrutura celular globalmente fornece uma plataforma global para monitorar a temperatura sem fio ao lado de outras tecnologias sem fio que serão usadas para rastreamento de localização. Essa combinação de tecnologias pode garantir a entrega eficaz de vacinas sensíveis à temperatura, não apenas para a entrega mundial de vacinas COVID-19 aprovadas, mas também para uma variedade de outras vacinas destinadas a melhorar a saúde pública em todo o mundo.

Esses casos de uso estão apenas arranhando a superfície dos aplicativos em vários setores que são possíveis quando o Bluetooth complementa a tecnologia celular de baixa potência.