Залог успешного проекта LoRa: как принять правильные решения по архитектуре и поставщику?

Выбирая модуль LoRa, чувствуете ли вы, что всё готово после сравнения характеристик радиочастотной мощности и энергопотребления? На самом деле, это только первый шаг. Успех проекта LoRa часто зависит от «невидимых» решений: какую архитектуру продукта выбрать? Что произойдёт, если сеть в будущем будет перегружена? Как нам следует строить отношения с поставщиками?

В этой статье мы поговорим об этих темах, которые так же важны, как и параметры оборудования.

Выбор архитектуры: «внешний микроконтроллер» или «система на кристалле» «все в одном» — как выбрать?

Это классический вопрос, и ответ зависит от целей вашего проекта и ситуации в вашей команде. Модули LoRa,  представленные на рынке, в основном делятся на две аппаратные архитектуры: «стандартные модули», которым для управления требуется внешний микроконтроллер (МК), и модули «системы на кристалле» (SoC), которые поставляются с собственным МК.

Выбор пути по сути является компромиссом между «гибкостью и скоростью разработки» и «интеграцией и долгосрочными затратами».

• Если вам нужна гибкость и быстрый вывод продукта на рынок (путь «Стандартный модуль + внешний микроконтроллер») :
  этот путь предоставляет разработчикам продуктов полную свободу. Ваша команда может выбрать платформу микроконтроллеров, с которой они наиболее знакомы или которая уже стандартизирована в вашей компании (например, STM32, NRF, ESP32 и т. д.), что позволяет повторно использовать существующие кодовые базы, программные инструменты и опыт разработки. Это обычно значительно сокращает цикл разработки продукта и идеально подходит для быстрого прототипирования, мелко- и среднемасштабного производства или проектов с особыми требованиями к производительности микроконтроллеров.

• Если ваша цель — массовое производство и контроль затрат (путь SoC) :
  выбор решения SoC означает, что вашей команде разработчиков потребуется разработать программное обеспечение на основе интегрированного микроконтроллера модуля, что может потребовать первоначального обучения. Однако его огромное преимущество становится очевидным на этапе массового производства. Исключая отдельный чип микроконтроллера, решение SoC позволяет значительно снизить стоимость спецификации материалов (BOM) на единицу и добиться более компактных размеров изделия. Для приложений с высокой степенью чувствительности к стоимости и высокой производительностью (например, для учета потребления коммунальных услуг или замков для проката велосипедов) архитектура SoC имеет явное преимущество с точки зрения стоимости.

Что делать, если сеть перегружена? Нужно ли разбираться в технологии LR-FHSS?

Вас может беспокоить, что по мере появления всё большего количества устройств Интернета вещей ограниченные безлицензионные диапазоны частот будут всё больше перегружаться. А как насчёт коллизий сигналов? Именно эту проблему и призвана решить технология дальнего скачкообразного расширения спектра (LR-FHSS).

Проще говоря, технология LR-FHSS разбивает пакет данных на множество мелких фрагментов, а затем отправляет их, быстро «перескакивая» между несколькими частотными каналами. Преимущество заключается в том, что даже если на одном канале возникнут помехи, они повлияют лишь на небольшую часть данных, а не приведут к потере всего пакета.

Хотя стандартная модуляция LoRa уже обладает хорошей помехоустойчивостью, для крупномасштабных проектов с длительным жизненным циклом и высокой плотностью узлов (например, умных городов или национальных логистических сетей) заблаговременный выбор модулей с поддержкой LR-FHSS  (таких как LoRa1120  и LoRa1121 ) — это своего рода страховка от будущих перегрузок сети. Это гарантирует долгосрочную стабильность и масштабируемость сети.

Выбор поставщика: так же ли просто, как купить деталь?

Настоящее испытание начинается, когда вы переходите от пилотного проекта с несколькими сотнями устройств к массовому производству более ста тысяч. На этом этапе вы обнаружите, что выбор поставщика — это гораздо больше, чем просто сравнение цен и характеристик.

Почему «невидимая» надежность программного обеспечения важнее?

Легко сосредоточиться на аппаратном обеспечении, но встроенное программное обеспечение (прошивка) в модуле на самом деле является ключом к долгосрочной стабильности продукта. Продуманная прошивка должна действовать как опытный дворецкий, корректно справляясь с любыми непредвиденными ситуациями, такими как нестабильное питание или электромагнитные помехи, предотвращая сбои и зависания системы.

В крупных сетях Интернета вещей цена «ненадёжности» огромна. Небольшая ошибка в прошивке может привести к тысячам дорогостоящих вызовов на место эксплуатации каждый год. Поэтому при выборе поставщика рекомендуется задавать потенциальным поставщикам больше вопросов о степени зрелости их прошивки, истории её внедрения на местах и ​​конкретных механизмах защиты.

Как оценить долгосрочную партнерскую ценность поставщика?

Выбор поставщика — это, по сути, выбор партнёра, с которым можно сотрудничать в долгосрочной перспективе. Такой поставщик, как G-NiceRF , специализирующийся на беспроводных модулях с большим радиусом действия и низким энергопотреблением, обладает опытом обеспечения долгосрочной стабильной работы в условиях крупномасштабных развертываний в сложных условиях и предоставляет руководство на всех этапах, от этапа разработки образца до массового производства. Такие реальные возможности зачастую важнее для успеха проекта, чем разница в чувствительности в 1 дБ в техническом описании. Оценить их долгосрочную ценность можно, исходя из следующих ключевых моментов:

• Насколько своевременна и эффективна их техническая поддержка? 
  Если вы столкнётесь со сложной проблемой радиочастотного диапазона во время разработки, отзывчивая и квалифицированная служба поддержки может сэкономить вам недели драгоценного времени.

• Могут ли они предоставлять услуги по кастомизации (ODM)?
  Если ваш проект требует лишь незначительного изменения оборудования (например, замены разъёма антенны), поставщик с гибкими возможностями ODM может предоставить вам индивидуальную версию, избавив вас от хлопот и затрат на самостоятельное проектирование печатной платы.

• Может ли их цепочка поставок гарантировать стабильные поставки?
  В условиях глобального дефицита микросхем способность поставщика управлять своей цепочкой поставок напрямую определяет возможность обеспечения стабильных поставок товаров на этапе массового производства.

Подводя итог, можно сказать, что для успешного продукта LoRa выбор оборудования — это основа, но решения по архитектуре и партнёрские отношения с поставщиками определяют, сможет ли проект развиваться и оставаться стабильным. Мы надеемся, что эти обсуждения помогут вам принимать более комплексные решения, выходящие за рамки простого определения характеристик оборудования.