千米電子：打造超低功耗實(shí)時(shí)廣域網(wǎng)LaKi，重塑物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用格局

本文來(lái)源：千米電子

千米電子，物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線通訊的創(chuàng)新引領(lǐng)者， 致力于研發(fā)和推廣革命性的LaKi無(wú)線通訊技術(shù)。該技術(shù)包含了MAC層協(xié)議LaKiplus和PHY層LaKi射頻SoC芯片（詳見(jiàn)下圖LK2400架構(gòu)圖）。其第一款量產(chǎn)芯片LK2400系列基于2.4GHz頻段，帶寬高達(dá)2MHz，空口速率高達(dá)1Mbps， 并集成了PA、PMU、MCU、RTC、24KB SRAM、AES128等部件。該款芯片在5dBm的發(fā)射功率下，可實(shí)現(xiàn)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(shí)時(shí)廣域網(wǎng)技術(shù)，革命性地同時(shí)實(shí)現(xiàn)了廣覆蓋、低功耗和低時(shí)延三大特性，也是目前唯一同時(shí)實(shí)現(xiàn)這三大關(guān)鍵技術(shù)的無(wú)線技術(shù)， 根據(jù)麥肯錫的物聯(lián)網(wǎng)報(bào)告的研究結(jié)果， LaKi技術(shù)能夠滿足90%以上物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。在物聯(lián)網(wǎng)（IoT）領(lǐng)域展現(xiàn)出相較于傳統(tǒng)無(wú)線通信技術(shù)如LoRa、藍(lán)牙（BLE）、NB-IoT以及ZigBee的顯著優(yōu)勢(shì)，為大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供了前所未有的高效解決方案。

LaKi技術(shù)的核心優(yōu)勢(shì)之一在于其卓越的廣覆蓋能力。在發(fā)射電流僅5.9mA（5dBm功率）的條件下，LaKi能夠?qū)崿F(xiàn)超過(guò)1.5公里的有效通信距離。這一特性與藍(lán)牙和ZigBee形成了鮮明對(duì)比，后兩者由于其設(shè)計(jì)初衷主要是服務(wù)于短距離、低功耗的設(shè)備間通信，通信距離通常局限在幾十到上百米范圍內(nèi)。相比之下，相同的發(fā)射功率下， LaKi的通信距離遠(yuǎn)超百倍，極大地降低了網(wǎng)絡(luò)部署的成本， 尤其適用于廣闊的農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程資產(chǎn)追蹤、智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)控等應(yīng)用場(chǎng)景，無(wú)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(nèi)），網(wǎng)絡(luò)處理能力弱，只能允許數(shù)個(gè)到數(shù)十個(gè)終端工作；而LaKi帶寬高達(dá)2MHz，單信道網(wǎng)絡(luò)吞吐率超過(guò)1000pps，可以在大范圍內(nèi)接入數(shù)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(lán)牙、ZigBee、LoRa、NB-IoT等的功耗比較低，但藍(lán)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(zhǎng)期休眠、少量工作的情況下功耗低。前兩者要想通訊更長(zhǎng)距離，后兩者要想工作更長(zhǎng)的時(shí)間，其總體功耗都非常高。而LaKi是真正的超低功耗， 雖然，藍(lán)牙（BLE）和ZigBee已經(jīng)具備一定的節(jié)能設(shè)計(jì)，但在相同的發(fā)射功率下，其通訊距離是LaKi的百分之一；在通訊距離超過(guò)1公里、傳輸同樣大小的數(shù)據(jù)的情況下，LaKi的工作功耗是LoRa、NB-IoT的數(shù)百分之一。這意味著在長(zhǎng)距離通訊時(shí)，在相同的電池容量下，采用LaKi技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)數(shù)倍乃至數(shù)十倍的使用壽命。這種超低功耗優(yōu)勢(shì)不僅降低了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)維成本，減少了頻繁更換電池的需求，而且為部署在偏遠(yuǎn)地區(qū)、難以進(jìn)行定期維護(hù)的設(shè)備提供了理想的通信解決方案，真正實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的長(zhǎng)效、免維護(hù)運(yùn)行。

LaKi可以做到低至數(shù)十微秒的工作時(shí)延。并且，其在保證廣覆蓋與超低功耗的前提下，依然能夠?qū)崿F(xiàn)較低的通信延遲。這對(duì)于依賴快速響應(yīng)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用至關(guān)重要，如工業(yè)自動(dòng)化、遠(yuǎn)程醫(yī)療、智能交通系統(tǒng)等。盡管LoRa和NB-IoT在特定條件下也能提供一定的低時(shí)延性能，但往往需要犧牲功耗來(lái)實(shí)現(xiàn)，使得它們不再功耗低，這讓它們最大的優(yōu)勢(shì)之一蕩然無(wú)存；另外，由于LoRa、NB-IoT的帶寬比較小，其網(wǎng)絡(luò)吞吐率很低，組網(wǎng)能力不佳，與其說(shuō)LoRa等窄帶技術(shù)是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，不如說(shuō)他們實(shí)際上只是連接技術(shù)。藍(lán)牙、ZigBee可以在短距離通信時(shí)實(shí)現(xiàn)比較低的時(shí)延，但在距離增加時(shí)，其通訊成功率就會(huì)大幅降低，根本無(wú)法保證通訊時(shí)延。

實(shí)際上低時(shí)延跟很多因素相關(guān)， 如用戶容量、數(shù)據(jù)速率、網(wǎng)絡(luò)吞吐率相關(guān)， 最終取決于工作帶寬和協(xié)議。結(jié)合通訊距離、工作功耗，構(gòu)成了我們?cè)诩夹g(shù)選型時(shí)常用的五個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。

LaKi在這些關(guān)鍵指標(biāo)上都處于領(lǐng)先地位，重新定義了物聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)。相較于傳統(tǒng)的LoRa、藍(lán)牙（BLE）、NB-IoT以及ZigBee技術(shù)，LaKi在地理覆蓋范圍、設(shè)備續(xù)航能力以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理等方面均展現(xiàn)出壓倒性的優(yōu)勢(shì)，為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的部署和擴(kuò)展提供了更為經(jīng)濟(jì)、高效、靈活的選擇。無(wú)論是對(duì)于遠(yuǎn)程環(huán)境監(jiān)測(cè)、大規(guī)模資產(chǎn)跟蹤、智慧城市的基礎(chǔ)設(shè)施管理，還是對(duì)于需要實(shí)時(shí)交互和長(zhǎng)距離通信的各類創(chuàng)新應(yīng)用，LaKi都以其技術(shù)革新性推動(dòng)著物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)向更廣闊、更深入、更實(shí)時(shí)的維度發(fā)展，開(kāi)啟了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的新紀(jì)元。

LaKi技術(shù)作為一個(gè)已經(jīng)在智慧零售、倉(cāng)儲(chǔ)物流、鐵路、畜牧業(yè)、農(nóng)業(yè)灌溉、人員管理、資產(chǎn)管理、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、語(yǔ)音對(duì)講等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)卓越的應(yīng)用性能。下文將通過(guò)兩個(gè)解決方案更好地闡述LaKi技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷推進(jìn)的今天，標(biāo)簽技術(shù)作為連接實(shí)體世界與數(shù)字信息的橋梁，其重要性日益凸顯。

標(biāo)簽的種類繁多， 常見(jiàn)的有條形碼、二維碼、無(wú)源RFID、有源RFID以及各種功能標(biāo)簽（如測(cè)溫標(biāo)簽、壓力標(biāo)簽、計(jì)步標(biāo)簽、位移標(biāo)簽、氣體監(jiān)測(cè)標(biāo)簽、墨水屏標(biāo)簽等）。他們都有各自的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，例如，條形碼、二維碼成本低廉， 但只能逐個(gè)掃描，效率比較低；無(wú)源RFID成本高一點(diǎn)， 能夠在數(shù)米或十?dāng)?shù)米的范圍內(nèi)快速讀取，效率高一點(diǎn)，成版本也高一點(diǎn)；有源RFID的技術(shù)選擇很多， 可以在數(shù)十米的范圍內(nèi)讀取數(shù)據(jù)，受限于功耗，但由于一般采用標(biāo)簽主動(dòng)發(fā)射信息給網(wǎng)關(guān)（也可以叫讀卡器）這種工作方式，器件精度和信號(hào)碰撞使其對(duì)同一區(qū)域的終端數(shù)量有些限制，所以，一般一個(gè)區(qū)域只能部署200~300個(gè)有源RFID。功能標(biāo)簽也是名目繁多，但采用的無(wú)線技術(shù)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(biāo)簽。傳統(tǒng)的標(biāo)簽硬件系統(tǒng)一般是分離的， 很難共用同一種基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。現(xiàn)階段多標(biāo)簽系統(tǒng)的硬件架構(gòu)一般如下圖所示，標(biāo)簽層和讀寫(xiě)層都有太多的選擇，現(xiàn)有的技術(shù)有其不同的優(yōu)劣勢(shì)，異構(gòu)、分離的標(biāo)簽系統(tǒng)的簡(jiǎn)單組合大幅增加了客戶網(wǎng)絡(luò)成本、部署成本、使用成本和維護(hù)成本， 從而嚴(yán)重影響了企業(yè)或社會(huì)利用各種標(biāo)簽技術(shù)實(shí)現(xiàn)智改數(shù)轉(zhuǎn)的進(jìn)程。

LaKi一站式標(biāo)簽融合應(yīng)用硬件平臺(tái)以其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，正在重塑標(biāo)簽領(lǐng)域的應(yīng)用前景，為企業(yè)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(yuǎn)、網(wǎng)絡(luò)吞吐率高， 非常適合大規(guī)模一站式標(biāo)簽系統(tǒng)的底層技術(shù)。

如上圖所示， 只需要在標(biāo)簽應(yīng)用區(qū)域部署一個(gè)網(wǎng)關(guān)，就可以覆蓋半徑500米以上的一大片區(qū)域，單信道網(wǎng)絡(luò)處理能力超過(guò)1000pps。采用LaKi技術(shù)的有源RFID、功能性標(biāo)簽可以自由地部署，合適的設(shè)計(jì)可以讓標(biāo)簽生命周期內(nèi)無(wú)需更換電池，亦即無(wú)需維護(hù)。二維碼、條形碼等異構(gòu)標(biāo)簽可以通過(guò)內(nèi)置的LaKi模塊的讀卡器或數(shù)據(jù)采集器進(jìn)行應(yīng)用， 無(wú)需改變操作人員的操作方式和習(xí)慣?？偨Y(jié)起來(lái)，LaKi一站式標(biāo)簽應(yīng)用系統(tǒng)具備很多優(yōu)勢(shì)，例如

• 標(biāo)簽自由選擇權(quán)還給客戶：由于LaKi是目前唯一能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)三大關(guān)鍵特性的無(wú)線技術(shù)， 因此，采用LaKi技術(shù)的有源RFID、功能標(biāo)簽等都有機(jī)會(huì)做到最佳性價(jià)比；如果客戶已經(jīng)采用了條形碼、二維碼或無(wú)源RFID中的一種到幾種， 都可以通過(guò)LaKi讀卡器或采集器統(tǒng)一接入到LaKi網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)一網(wǎng)通用，保護(hù)用戶的原有標(biāo)簽投資。

• 網(wǎng)絡(luò)部署方便快捷成本低：一個(gè)網(wǎng)關(guān)即可覆蓋一大片區(qū)域（工廠園區(qū)單網(wǎng)關(guān)覆蓋80萬(wàn)平方米以上，空曠地區(qū)600萬(wàn)平米以上），建網(wǎng)非常快速、方便，就像部署家用WiFi路由器一樣簡(jiǎn)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(shù)的工作功耗低、通訊距離長(zhǎng)、網(wǎng)絡(luò)處理能力強(qiáng)，使得很多終端可以以鈕扣電池等低容量電池為電源續(xù)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(hù)成本。

• 解決信號(hào)碰撞實(shí)現(xiàn)高密度部署：LaKi技術(shù)的帶寬比較高，如果LaKi有源RFID采用和傳統(tǒng)有源RFID的終端主動(dòng)周期性報(bào)名的工作模式，其部署密度可以是傳統(tǒng)有源RFID數(shù)倍；但LaKi由于發(fā)射和接收功耗都很低，可以采用點(diǎn)名、群呼等方式實(shí)現(xiàn)有序報(bào)名，從技術(shù)層面解決信號(hào)碰撞的問(wèn)題。這樣，采用LaKi技術(shù)的有源RFID、功能標(biāo)簽或LaKi讀卡器可以突破傳統(tǒng)有源RFID等終端設(shè)備的密度限制，實(shí)現(xiàn)高密度部署。

• 低功耗雙向通信保證高可靠性：傳統(tǒng)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(shí)現(xiàn)快速按需盤(pán)點(diǎn)，這是單向通訊無(wú)法做到的。

• 基于全球免費(fèi)頻段可全球暢用：LaKi技術(shù)PHY層射頻SoC基于2.4GHz的全球免費(fèi)ISM頻段， 因此可以在全球范圍內(nèi)應(yīng)用，無(wú)需擔(dān)心不同國(guó)家和地區(qū)的頻譜政策限制。

在追求高效溝通與無(wú)縫連接的今天，LaKi超低功耗實(shí)時(shí)廣域網(wǎng)技術(shù)以其卓越的性能指標(biāo)與創(chuàng)新應(yīng)用，正重塑無(wú)網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音對(duì)講領(lǐng)域的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。憑借前所未有的空口速率、極低的發(fā)射功率需求以及出色的通信距離，LaKi不僅提供了卓越的語(yǔ)音對(duì)講能力，更實(shí)現(xiàn)了多方實(shí)時(shí)通話的突破，開(kāi)啟了節(jié)能、高效且用途廣泛的無(wú)線通信新時(shí)代。

• 超凡性能，打破傳統(tǒng)界限

LaKi技術(shù)的核心亮點(diǎn)在于其驚人的空口速率高達(dá)1Mbps，這一速率不僅確保了語(yǔ)音數(shù)據(jù)的高速傳輸，還為未來(lái)的功能升級(jí)和多元應(yīng)用場(chǎng)景預(yù)留了充足空間。尤其值得一提的是，僅需微弱的5dBm發(fā)射功率，LaKi即可實(shí)現(xiàn)超過(guò)1.5公里的有效通信距離，遠(yuǎn)超同類技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。這意味著在保持超低能耗的同時(shí)，LaKi設(shè)備能在更大范圍內(nèi)可靠地進(jìn)行語(yǔ)音對(duì)講，大大拓寬了用戶活動(dòng)范圍，尤其適用于戶外探險(xiǎn)、大型活動(dòng)管理、應(yīng)急響應(yīng)等需要廣闊覆蓋的場(chǎng)景。

• 實(shí)測(cè)驗(yàn)證，超越期待表現(xiàn)

實(shí)際測(cè)試進(jìn)一步驗(yàn)證了LaKi技術(shù)的強(qiáng)大實(shí)力。在僅采用100mW發(fā)射功率與2dBi天線配置下，LaKi系統(tǒng)成功實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)達(dá)3.5公里以上的清晰語(yǔ)音通信，這與市面上普遍采用2W發(fā)射功率的傳統(tǒng)對(duì)講機(jī)所達(dá)到的距離旗鼓相當(dāng)。這一卓越表現(xiàn)不僅彰顯了LaKi技術(shù)的能效比優(yōu)勢(shì)，更證實(shí)其在降低設(shè)備體積、減輕重量、延長(zhǎng)電池壽命等方面具有無(wú)可比擬的潛力，為用戶帶來(lái)輕便、持久且高性能的對(duì)講體驗(yàn)。

• 大帶寬，開(kāi)啟多方對(duì)話新紀(jì)元

LaKi技術(shù)的大帶寬特性賦予了系統(tǒng)充足的資源余量，使其能夠輕松應(yīng)對(duì)復(fù)雜、多變的通信需求。目前，LaKi已成功實(shí)現(xiàn)八方同時(shí)通話，徹底顛覆了傳統(tǒng)一對(duì)一或小規(guī)模組群對(duì)講的局限。無(wú)論是大規(guī)模團(tuán)隊(duì)協(xié)作、緊急調(diào)度指揮，還是跨地域的多方會(huì)議交流，LaKi都能確保每位參與者的聲音清晰、流暢地傳遞，實(shí)現(xiàn)真正意義上的實(shí)時(shí)多方通話，極大地提升了溝通效率與協(xié)同效果。

LaKi超低功耗實(shí)時(shí)廣域網(wǎng)技術(shù)以其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，正在改寫(xiě)無(wú)網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音對(duì)講的規(guī)則手冊(cè)。憑借超高的空口速率、極低的發(fā)射功率需求、超遠(yuǎn)通信距離以及開(kāi)創(chuàng)性的多方實(shí)時(shí)通話功能，LaKi為各行各業(yè)提供了前所未有的高效、節(jié)能、長(zhǎng)距離的無(wú)線通信解決方案。無(wú)論是專業(yè)領(lǐng)域還是日常生活中，LaKi都展現(xiàn)出強(qiáng)大的適應(yīng)力和革新力，無(wú)疑是引領(lǐng)未來(lái)語(yǔ)音對(duì)講技術(shù)發(fā)展、塑造通信新標(biāo)桿的杰出代表。選擇LaKi，即是選擇一種更為智能、便捷且環(huán)保的溝通方式，攜手步入無(wú)線通信的嶄新時(shí)代。

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