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Mioty 已成为大规模部署 IIoT 无线传感器的一种选择

作者： Jeff Shepard 2021-06-17

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工程

嵌入式处理

评估/开发工具

你可能听说过大规模工业物联网 (IIoT) 正在到来。你也可能知道已经有大量无线协议在帮助我们连接成千上万的终端设备。但你可能不知道的是，目前又出现了一种协议：mioty（读作 My IoT）。这是一个最近发布的（就在我撰写本文时）基于软件的低功耗广域网 (LPWAN) 协议，旨在为 IIoT 提供一流的可靠性和扩展性。mioty 的支持者希望该协议能与 LoRaWAN、Sigfox、NB-IoT、LTE-M 以及其他大规模无线传感器网络的无线物联网协议竞争。

现在，大规模 IIoT 刚刚兴起，所以也是熟悉 mioty 的大好时机。Mioty 符合欧洲电信标准协会 (ETSI) TS 103 357 标准。该协议的一些关键性能预期包括：

功耗为 17.8 微瓦时 (μWh) ，电池寿命为 20 年。
当以高达 120 km/h 的速度行驶时，节点和基站全性能运行。
高抗干扰性。
高质量服务 (QoS)
实现深度室内连接，甚至在具有金属或钢筋障碍物的工业环境中。
每个网络可支持多达一百万台设备。

mioty 的工作原理？

这些都是极高的期望，那么 mioty 究竟是如何实现的呢？其性能如此超凡的关键在于使用了电报拆分技术。这种技术会在传感器层面将数据包分割成小型子包。这些子包以不同的频率在不同的时间内传输，并由基站算法将它们重新组合，形成原始信息（图 1）。mioty 算法的结果是子数据包的内置冗余，并且支持低功耗。高达 50% 的子包可能会因干扰而丢失，但不会丢失原始信息。

图 1：Mioty 电报拆分提高了对干扰的适应性并支持低功耗。（图片来源：Radiocrafts）

凡事都无法完美。是的，mioty 网络是私人网络，这意味着你不需要支付与蜂窝系统等公共网络相关的每月许可费或订阅费。但其本身不免费：需要向 BehrTech 支付许可费，才能使用其获得专利的 mioty 软件。另外，虽然 mioty 功能强大并能在低功耗下进行长距离传输，但其数据传输率限定在 512 比特/秒。

Mioty 可能是你应对 LPWAN 挑战的工具集的重要拓展。让我们回顾一下两个解决方案，协助你为下一个 IIoT 设计探索 mioty 无线传感器网络；一个来自 Radiocrafts，另一个来自 STMicroelectronics。

表面贴装 mioty 模块

Radiocrafts 提供的 RC1882CEF-MIOTY1 是一款紧凑的表面贴装式高性能无线电模块（图 2），实现了每次发送多达 245 字节信息的传输能力。该嵌入式通信控制器包括 mioty 协议软件。这个集成模块已预先通过认证，符合欧洲 (868 MHz) 和美国 (915MHz) 规范。该模块基于 AT 命令集，包括一个 UART 接口。该模块与 Radiocrafts 的早期模块引脚兼容，很容易在现有系统中集成。其特点是：超低功耗（适合采用电池供电）、超窄带无线电且灵敏度为 -129 分贝，基准 1 毫瓦 (dBm)，输出功率 14 dBm。

图 2：Radiocrafts 的 mioty 模块的单次信息传输量可达 245 字节。（图片来源：mioty Alliance）

相关的 Radiocrafts RC1882-MIOTY1-DK 开发套件能让你在个人电脑上运行一个小型 mioty 网络，只需极少的额外开发资源即可快速测试和了解网络功能。Radiocrafts 还提供用于应用开发的软件。

mioty 包含在多协议无线 SoC 中

利用 STMicroelectronics 的 STM32WL 片上系统 (SoC)，你可以深入了解包括 mioty 在内的多种无线协议。STM32WL 微控制器支持多种调制方案，包括 LoRa（扩频）、(G)FSK、(G)MSK 和 BPSK，因此可以将其用于 mioty 以及其他网络（LoRaWAN、Sigfox、W-MBUS）。该 SoC 在同一芯片内集成了一个通用微控制器和一个次 1 GHz 无线电。

NUCLEO-WL55JC2 Nucleo-64 板提供了一个平台，可以利用 STM32WL 来构建原型并探索无线联网的新方法（图 3）。该板支持性能、功耗和其他功能的各种组合。该板还包括一个 SMA 天线。借助其 Arduino Uno R3 连接支持功能和 STMicroelectronics 的 Morpho 针座，可以使用各种不同的盾板来扩展功能。

图 3：NUCLEO-WL55JC STM32WL Nucleo-64 评估板提供了一种经济、灵活的方式，让你尝试新概念并利用 mioty 构建原型。（图片来源：STMicroelectronics）

结语

大规模 IIoT 的即将来临，mioty 让你又多了一个无线协议选择。理论上，该协议可以在低功耗下提供高 QoS 工业环境并连接许多设备，但需要许可费。而且，该协议已经拥有很好的硬件支持环境，所以在评估所选的许多无线接口时，该协议非常值得关注。

关于此作者

Jeff 从事电力电子、电子元件和其它技术主题写作 30 余载。在其于 EETimes 任职高级编辑期间，他开始了电力电子写作。后来，他创立了一份叫《Powertechniques》的电力电子杂志，再后来又创立了一家全球性的研究和出版公司 Darnell Group。在开展各项业务的同时，Darnell Group 还发布了 PowerPulse.net，专门针对全球电力电子工程社区提供每日新闻。他是一本名为《Power Supplies》的开关模式电源教课书的作者，该书由 Prentice Hall 旗下 Reston 分部出版。

Jeff 还是 Jeta Power Systems 共同创始人，这是一家高功率开关电源制造商，后来被 Computer Products 收购。Jeff 也是一个发明家，其名下拥有 17 项热能收集和光学超材料美国专利，同时他也是掌握电力电子行业全球趋势的专家和网红发言人。他拥有加利福尼亚大学定量方法和数学硕士学位。