千米電子:打造超低功耗實時廣域網LaKi,重塑物聯網應用格局
本文來源:千米電子

千米電子,物聯網無線通訊的創新引領者, 致力于研發和推廣革命性的LaKi無線通訊技術。該技術包含了MAC層協議LaKiplus和PHY層LaKi射頻SoC芯片(詳見下圖LK2400架構圖)。其第一款量產芯片LK2400系列基于2.4GHz頻段,帶寬高達2MHz,空口速率高達1Mbps, 并集成了PA、PMU、MCU、RTC、24KB SRAM、AES128等部件。該款芯片在5dBm的發射功率下,可實現通訊距離1.5公里以上,性能非常卓越。

LaKi作為一種新興的超低功耗實時廣域網技術,革命性地同時實現了廣覆蓋、低功耗和低時延三大特性,也是目前唯一同時實現這三大關鍵技術的無線技術, 根據麥肯錫的物聯網報告的研究結果, LaKi技術能夠滿足90%以上物聯網應用。在物聯網(IoT)領域展現出相較于傳統無線通信技術如LoRa、藍牙(BLE)、NB-IoT以及ZigBee的顯著優勢,為大規模物聯網應用提供了前所未有的高效解決方案。
第一部分 LaKi三大關鍵特性剖析
LaKi技術的核心優勢之一在于其卓越的廣覆蓋能力。在發射電流僅5.9mA(5dBm功率)的條件下,LaKi能夠實現超過1.5公里的有效通信距離。這一特性與藍牙和ZigBee形成了鮮明對比,后兩者由于其設計初衷主要是服務于短距離、低功耗的設備間通信,通信距離通常局限在幾十到上百米范圍內。相比之下,相同的發射功率下, LaKi的通信距離遠超百倍,極大地降低了網絡部署的成本, 尤其適用于廣闊的農業監測、遠程資產追蹤、智慧城市基礎設施監控等應用場景,無需密集的****部署即可覆蓋大面積地域。而LoRa和NB-IoT雖然能夠大范圍部署,但其帶寬比較低(一般在250KHz以內),網絡處理能力弱,只能允許數個到數十個終端工作;而LaKi帶寬高達2MHz,單信道網絡吞吐率超過1000pps,可以在大范圍內接入數百倍的終端。
LaKi的另一大突破在于其超低的功耗特性。在人們的印象中,藍牙、ZigBee、LoRa、NB-IoT等的功耗比較低,但藍牙、ZigBee只有在近距離通訊的情況下功耗低,而LoRa、NB-IoT只有在其長期休眠、少量工作的情況下功耗低。前兩者要想通訊更長距離,后兩者要想工作更長的時間,其總體功耗都非常高。而LaKi是真正的超低功耗, 雖然,藍牙(BLE)和ZigBee已經具備一定的節能設計,但在相同的發射功率下,其通訊距離是LaKi的百分之一;在通訊距離超過1公里、傳輸同樣大小的數據的情況下,LaKi的工作功耗是LoRa、NB-IoT的數百分之一。這意味著在長距離通訊時,在相同的電池容量下,采用LaKi技術的物聯網設備可以實現數倍乃至數十倍的使用壽命。這種超低功耗優勢不僅降低了物聯網設備的運維成本,減少了頻繁更換電池的需求,而且為部署在偏遠地區、難以進行定期維護的設備提供了理想的通信解決方案,真正實現了物聯網設備的長效、免維護運行。
LaKi可以做到低至數十微秒的工作時延。并且,其在保證廣覆蓋與超低功耗的前提下,依然能夠實現較低的通信延遲。這對于依賴快速響應和實時數據交換的物聯網應用至關重要,如工業自動化、遠程醫療、智能交通系統等。盡管LoRa和NB-IoT在特定條件下也能提供一定的低時延性能,但往往需要犧牲功耗來實現,使得它們不再功耗低,這讓它們最大的優勢之一蕩然無存;另外,由于LoRa、NB-IoT的帶寬比較小,其網絡吞吐率很低,組網能力不佳,與其說LoRa等窄帶技術是網絡技術,不如說他們實際上只是連接技術。藍牙、ZigBee可以在短距離通信時實現比較低的時延,但在距離增加時,其通訊成功率就會大幅降低,根本無法保證通訊時延。
實際上低時延跟很多因素相關, 如用戶容量、數據速率、網絡吞吐率相關, 最終取決于工作帶寬和協議。結合通訊距離、工作功耗,構成了我們在技術選型時常用的五個關鍵指標。

LaKi在這些關鍵指標上都處于領先地位,重新定義了物聯網通信標準。相較于傳統的LoRa、藍牙(BLE)、NB-IoT以及ZigBee技術,LaKi在地理覆蓋范圍、設備續航能力以及實時數據處理等方面均展現出壓倒性的優勢,為物聯網應用的部署和擴展提供了更為經濟、高效、靈活的選擇。無論是對于遠程環境監測、大規模資產跟蹤、智慧城市的基礎設施管理,還是對于需要實時交互和長距離通信的各類創新應用,LaKi都以其技術革新性推動著物聯網行業向更廣闊、更深入、更實時的維度發展,開啟了物聯網應用的新紀元。
第二部分 LaKi技術應用案例分析
LaKi技術作為一個已經在智慧零售、倉儲物流、鐵路、畜牧業、農業灌溉、人員管理、資產管理、工業互聯網、語音對講等領域實現卓越的應用性能。下文將通過兩個解決方案更好地闡述LaKi技術的應用優勢。
在物聯網技術不斷推進的今天,標簽技術作為連接實體世界與數字信息的橋梁,其重要性日益凸顯。
標簽的種類繁多, 常見的有條形碼、二維碼、無源RFID、有源RFID以及各種功能標簽(如測溫標簽、壓力標簽、計步標簽、位移標簽、氣體監測標簽、墨水屏標簽等)。他們都有各自的應用優勢和劣勢,例如,條形碼、二維碼成本低廉, 但只能逐個掃描,效率比較低;無源RFID成本高一點, 能夠在數米或十數米的范圍內快速讀取,效率高一點,成版本也高一點;有源RFID的技術選擇很多, 可以在數十米的范圍內讀取數據,受限于功耗,但由于一般采用標簽主動發射信息給網關(也可以叫讀卡器)這種工作方式,器件精度和信號碰撞使其對同一區域的終端數量有些限制,所以,一般一個區域只能部署200~300個有源RFID。功能標簽也是名目繁多,但采用的無線技術要么通訊距離短,要么功耗比較高, 成本非常高,所以只有少量的功能性標簽。傳統的標簽硬件系統一般是分離的, 很難共用同一種基礎網絡技術。現階段多標簽系統的硬件架構一般如下圖所示,標簽層和讀寫層都有太多的選擇,現有的技術有其不同的優劣勢,異構、分離的標簽系統的簡單組合大幅增加了客戶網絡成本、部署成本、使用成本和維護成本, 從而嚴重影響了企業或社會利用各種標簽技術實現智改數轉的進程。

LaKi一站式標簽融合應用硬件平臺以其獨特的技術優勢,正在重塑標簽領域的應用前景,為企業提供了一種全新的、高效的解決方案。LaKi的工作功耗低、通訊距離遠、網絡吞吐率高, 非常適合大規模一站式標簽系統的底層技術。

如上圖所示, 只需要在標簽應用區域部署一個網關,就可以覆蓋半徑500米以上的一大片區域,單信道網絡處理能力超過1000pps。采用LaKi技術的有源RFID、功能性標簽可以自由地部署,合適的設計可以讓標簽生命周期內無需更換電池,亦即無需維護。二維碼、條形碼等異構標簽可以通過內置的LaKi模塊的讀卡器或數據采集器進行應用, 無需改變操作人員的操作方式和習慣。總結起來,LaKi一站式標簽應用系統具備很多優勢,例如
標簽自由選擇權還給客戶:由于LaKi是目前唯一能夠同時實現三大關鍵特性的無線技術, 因此,采用LaKi技術的有源RFID、功能標簽等都有機會做到最佳性價比;如果客戶已經采用了條形碼、二維碼或無源RFID中的一種到幾種, 都可以通過LaKi讀卡器或采集器統一接入到LaKi網絡,從而實現一網通用,保護用戶的原有標簽投資。
網絡部署方便快捷成本低:一個網關即可覆蓋一大片區域(工廠園區單網關覆蓋80萬平方米以上,空曠地區600萬平米以上),建網非常快速、方便,就像部署家用WiFi路由器一樣簡單,用戶可以輕松自助部署,而硬件成本只需要千元左右。
終端成本低廉部署傻瓜化:LaKi技術的工作功耗低、通訊距離長、網絡處理能力強,使得很多終端可以以鈕扣電池等低容量電池為電源續航終身,終端體積也因此降低,從而可以讓用戶自主安裝,到期(電量耗盡)直接更換,避免了成本高昂的部署成本、使用成本和維護成本。
解決信號碰撞實現高密度部署:LaKi技術的帶寬比較高,如果LaKi有源RFID采用和傳統有源RFID的終端主動周期性報名的工作模式,其部署密度可以是傳統有源RFID數倍;但LaKi由于發射和接收功耗都很低,可以采用點名、群呼等方式實現有序報名,從技術層面解決信號碰撞的問題。這樣,采用LaKi技術的有源RFID、功能標簽或LaKi讀卡器可以突破傳統有源RFID等終端設備的密度限制,實現高密度部署。
低功耗雙向通信保證高可靠性:傳統的有源RFID一般是單向通訊,如果要雙向通信的話功耗就比較高, LaKi可以低功耗雙向通訊,可以讓用戶實現快速按需盤點,這是單向通訊無法做到的。
基于全球免費頻段可全球暢用:LaKi技術PHY層射頻SoC基于2.4GHz的全球免費ISM頻段, 因此可以在全球范圍內應用,無需擔心不同國家和地區的頻譜政策限制。
在追求高效溝通與無縫連接的今天,LaKi超低功耗實時廣域網技術以其卓越的性能指標與創新應用,正重塑無網絡語音對講領域的行業標準。憑借前所未有的空口速率、極低的發射功率需求以及出色的通信距離,LaKi不僅提供了卓越的語音對講能力,更實現了多方實時通話的突破,開啟了節能、高效且用途廣泛的無線通信新時代。
超凡性能,打破傳統界限
LaKi技術的核心亮點在于其驚人的空口速率高達1Mbps,這一速率不僅確保了語音數據的高速傳輸,還為未來的功能升級和多元應用場景預留了充足空間。尤其值得一提的是,僅需微弱的5dBm發射功率,LaKi即可實現超過1.5公里的有效通信距離,遠超同類技術標準。這意味著在保持超低能耗的同時,LaKi設備能在更大范圍內可靠地進行語音對講,大大拓寬了用戶活動范圍,尤其適用于戶外探險、大型活動管理、應急響應等需要廣闊覆蓋的場景。
實測驗證,超越期待表現
實際測試進一步驗證了LaKi技術的強大實力。在僅采用100mW發射功率與2dBi天線配置下,LaKi系統成功實現了長達3.5公里以上的清晰語音通信,這與市面上普遍采用2W發射功率的傳統對講機所達到的距離旗鼓相當。這一卓越表現不僅彰顯了LaKi技術的能效比優勢,更證實其在降低設備體積、減輕重量、延長電池壽命等方面具有無可比擬的潛力,為用戶帶來輕便、持久且高性能的對講體驗。
大帶寬,開啟多方對話新紀元
LaKi技術的大帶寬特性賦予了系統充足的資源余量,使其能夠輕松應對復雜、多變的通信需求。目前,LaKi已成功實現八方同時通話,徹底顛覆了傳統一對一或小規模組群對講的局限。無論是大規模團隊協作、緊急調度指揮,還是跨地域的多方會議交流,LaKi都能確保每位參與者的聲音清晰、流暢地傳遞,實現真正意義上的實時多方通話,極大地提升了溝通效率與協同效果。
LaKi超低功耗實時廣域網技術以其獨特的技術優勢,正在改寫無網絡語音對講的規則手冊。憑借超高的空口速率、極低的發射功率需求、超遠通信距離以及開創性的多方實時通話功能,LaKi為各行各業提供了前所未有的高效、節能、長距離的無線通信解決方案。無論是專業領域還是日常生活中,LaKi都展現出強大的適應力和革新力,無疑是引領未來語音對講技術發展、塑造通信新標桿的杰出代表。選擇LaKi,即是選擇一種更為智能、便捷且環保的溝通方式,攜手步入無線通信的嶄新時代。
~END~
*博客內容為網友個人發布,僅代表博主個人觀點,如有侵權請聯系工作人員刪除。

