物聯網 （IoT） 采用多種射頻連接選項，并專注于硬件安全，在這里，藍牙作為一種流行的短距離無線技術脫穎而出，通常與 Wi-Fi 或遠程蜂窩技術（如 LTE-M 和 NB-IoT）相輔相成。

此外，硅供應商和組件供應商之間的傳統鴻溝正在模糊。到目前為止，小批量物聯網設計更喜歡預編程和認證的模塊，而OEM正在使用自己的固件和開發工具生產數十萬臺藍牙芯片。但隨著 2010 年代中期物聯網設計的出現，這種情況開始發生變化。

例如，2015年，芯片制造商Silicon Labs收購了Bluegiga Technologies Oy，這是一家藍牙和Wi-Fi模塊以及軟件堆棧，開發工具和軟件開發工具包（SDK）的供應商。收購總部位于芬蘭埃斯波的Bluegiga清楚地表明，芯片制造商希望簡化無線連接，同時提供高度集成的解決方案，從而加快物聯網設計周期。

一開始，Silicon Labs就能夠在歐洲建立一個設計前哨。但仔細觀察就會發現，芯片制造商也在向模塊業務擴張，以控制設計價值鏈的更大部分。

藍牙 Wi-Fi 組合

Silicon Labs無線 Xpress平臺包括經過認證的藍牙 5 低功耗 （LE） 和 Wi-Fi 模塊，以及集成協議棧和易于使用的工具。它通過高級Xpress Command API控制板載無線堆棧。

首先，這種預編程和預認證的平臺消除了與眾多復雜無線接口相關的艱巨開發工作。換句話說，物聯網開發人員不需要投資于無線連接專業知識。

其次，這些模塊不需要開發人員編寫數百小時的代碼，而是承擔盡可能多的固件責任。第三，它們將主機處理設備（無論是微控制器還是微處理器）從網絡處理任務中卸載出來。因此，物聯網開發人員可以使用準系統8位MCU，而不是配備RAM，閃存等的更昂貴的32位MCU。

藍牙和Wi-Fi組合普及的另一個證明是在2019年夏天，當時Wi-Fi模塊供應商you？blox收購了Rigado的藍牙模塊業務。這筆交易的意圖似乎很明確：補充兩種流行的短程無線技術，以提供更全面的物聯網設計解決方案。

泰利特等其他射頻模塊供應商正在內部進行Wi-Fi和藍牙連接的集成。泰利特的WL865E4-P模塊結合了Wi-Fi和BLE連接技術，適用于智能家居、工業控制和視頻監控等高帶寬應用。它支持 802.11 a、b、g 和 n 以及 595 mm 中的 BLE 5.02尺寸，圍繞高通公司的QCA4020片上系統（SoC）構建，具有用于Wi-Fi和BLE的專用CPU，以最大限度地提高性能。

該模塊還集成了安全硬件，以促進安全啟動、閃存加密、復制保護、HTTPS 和 WPA/WPA2 個人和企業安全模式。這些保護措施在智能醫療保健和其他要求網絡安全和數據隱私的物聯網設計中大有幫助。

超越 Wi-Fi 的集成

另一個值得注意的組合是802.15.4標準，用于低速率無線個人局域網（LR-WPAN）和藍牙。IEEE 802.15.4提供PHY和MAC層，上層有待為Thread，Zigbee和6LoWPAN等特定標準開發，有助于長達約10米的距離進行通信，最大傳輸數據速率為250 Kbps。

Redpine Signals的RS13100模塊將雙模藍牙5與802.15.4連接集成在一起，可實現電池供電的設計，例如智能鎖，健身手環，工業控制單元和位置標簽。RS13100 的 ARM Cortex-M4F 應用處理器中的 DSP 協處理器可以加速人工智能 （AI） 算法。

圖 2：RS13100 模塊的框圖顯示了左側的多協議射頻系統。圖片：紅松信號

RS13100 具有可信執行環境 （TEE） 和獨立的安全處理器，提供套件 B 加密硬件加速器、安全啟動、安全固件升級、安全 XIP 和安全外圍設備。這些安全功能在移動銷售點終端、智能鎖、患者監護設備和基于語音的安全訂購等應用中至關重要。

然而，Wi-Fi和802.15.4仍然是短距離無線連接工具，在范圍和網絡容量方面補充了藍牙。它們適用于特定的物聯網環境，例如聯網家庭、閉路電視監控、智能家電等。

資產跟蹤等物聯網用例需要藍牙與 LTE-M 和 NB-IoT 等遠程無線技術的組合怎么辦？在這里，多無線調制解調器結合了低功耗蜂窩LTE和藍牙連接技術。這允許支持藍牙的傳感器通過LTE網絡與云平臺連接。

蜂窩物聯網中的藍牙

Laird Connectivity的Pinnacle 100調制解調器提供完整的藍牙5功能以及LTE CAT-M1和NB-IoT功能。它旨在通過低功耗LTE連接簡化無線傳感器數據與AWS IoT等云服務的橋接。它允許用戶使用外部天線，包括萊爾德預先集成的Revie Flex LTE和NB-IoT天線，從而提供了天線靈活性。

低功耗LTE的另一個突出組合來自藍牙專家Nordic Semiconductor。Thingy：91是一款蜂窩物聯網原型平臺，基于nRF9160系統級封裝（SiP），該封裝將多模LTE-M/NB-IoT調制解調器與nRF52840集成在一起，nRF52840是一款支持藍牙5、Thread、Zigbee和ANT的多協議SoC。

圖 3：可以通過短距離藍牙 5 跟蹤集裝箱內的單個物品，而集裝箱本身可以通過遠程蜂窩鏈路遠程跟蹤。圖片：北歐半導體

Thingy：91與iBasis的Nano（4FF）eSIM卡捆綁在一起;它預加載了 10 MB 的數據，有助于實現自動、即時和開箱即用的蜂窩 LTE-M 和 NB-IoT 連接以及漫游功能。

上述設計示例展示了藍牙連接在高度多樣化的物聯網設計中的至關重要性。藍牙通常與其他無線技術協同工作，為物聯網應用構建多功能連接解決方案。

審核編輯：郭婷