面向愛好者的 LTE-M

過去，只有財力雄厚且擁有大量設計資源的大公司才能著手設計可直接連接到蜂窩網絡的產品和設備。小公司、業余愛好者和自己動手的人通常甚至無法獲得蜂窩 RF 半導體。

蜂窩連接世界的術語長期演進 (LTE) 部分通常與占主導地位的蜂窩通信網絡 4G 互換使用。盡管如此，一種全新且更簡單的 LTE-M（機器類型通信）正在使各地的設計師和愛好者更容易創建直接連接到蜂窩世界的基于物聯網的系統。

但現在，幾乎任何人都可以使用模塊化蜂窩硬件和固件解決方案。業余愛好者、嶄露頭角的創新者和學生現在可以通過一種簡單且經濟高效的方式進入這個曾經獨一無二的俱樂部。

基礎

LTE-M 是一種機器對機器通信協議，非常適合物聯網設計和應用。與 LTE 相比，LTE-M 提供更快的數據速率、更低的延遲和更快的互聯網連接時間。LTE-M 也更節能，并以稍慢的數據速率為代價提供更好的范圍。雖然這似乎有點缺點，但它不適用于通常交換少量數據的物聯網設備。

傳感器、執行器、控制和監控系統、交通信號燈等不需要高帶寬流數據速率，因此 LTE-M 是這些類型設計的更好選擇。許多其他應用程序可以利用更簡單的設計方法、更長的范圍和足夠的數據速率，例如地震傳感器、分布式天氣監測器以及遠程設施管理和安全性。

在商業上，LTE-M 用于冷鏈等應用，它跟蹤和監控必須保持在閾值溫度以下的敏感貨物（如疫苗和食品）的溫度。Smart AG 承諾通過土壤監測和自動化農業設備等功能實現農場優化。資產跟蹤是 IoT LTE-M 的另一種商業上可行的用途。雖然基于BLUETOOTH?和 Wi-Fi ?的資產跟蹤可以在設施范圍內完成出色的工作，但連接到全球蜂窩網絡的能力意味著無處可藏。

要是有開發工具包和評估平臺可供愛好者和小發明家使用，讓他們能夠利用這項全球可用的技術就好了。有！

看一看

Microchip Technology以其微控制器而聞名，但他們必須提供更多的技術。除了簡單和復雜的微控制器外，Microchip Technology 還提供電力電子 (SiC)、FPGA 技術（帶 FPGA 的 Polar Fire SoC）、汽車和 CAN 技術、DSP，以及現在的 LTE-M 等通信解決方案。

特別值得關注的是 Microchip Technology EV7ON78A開發板，用于開發 IoT 應用程序以直接連接到蜂窩網絡（圖 1）。使用“羽毛”外形，它很容易與面包板兼容并且對愛好者友好。易于使用 1 億間距信號接頭，可輕松訪問所有板 I/O 和信號。

圖 1：EV70N78A LTE-M 開發套件使任何人都可以輕松開發直接連接到蜂窩網絡的物聯網應用。面包板友好且與 Arduino、Adafruit、Sparkfun 和 SEEED 開發環境兼容。（來源：貿澤電子）

該開發平臺基于本公司的AVR128DB48 AVR MCU。這個 24MHz 的 8 位強大功能包括片上運算放大器、A/D 轉換器、D/A 轉換器以及 UART 和 SPI 端口，并包括ECC608B安全和驗證 IC。這減輕了設計人員處理設備到設備身份驗證所需的所有加密和解密功能的負擔。

關鍵是Sequans Monarch 2蜂窩調制解調器模塊。這種超低功耗 LTE-M（和 NB-IoT）認證的 iSIM 模塊包含自己的嵌入式 MCU，并提供全球頻段支持。使用熟悉的嵌入式處理器可以輕松構建您自己的面包板。一億個空間的接頭端口提供對 I/O 端口和關鍵信號的所有訪問。

為了加快開發速度，EV7ON78A與 Adafruit 生態系統兼容。此外，它還可以輕松與 Arduino、Sparkfun 和 Seeed 接口，從而充當主機平臺。該模塊甚至包含一個連接到電池連接器的鋰離子/鋰聚合物電池充電器。

代碼就是字

開源 DxCore 可供所有人使用，EV7ON78A 帶有內置庫，包括 LTE 連接驅動程序。使用包含的 HTTP 網頁驅動程序也支持網頁服務。對于代理通信，EV7ON78A 包含一個 MQ 遙測傳輸驅動程序，允許網絡邊緣設備通過接入點代理進行通信。

Microchip Technology 使固件的開發和與外部世界的接口變得容易（圖 2）。例如，簡單的 I2C 端口可用作傳感器總線。I2C 還用于與 ECC608B 安全元件通信。UART 與蜂窩調制解調器對話，SPI 可用于滿足更高速的數據需求。模塊上的顏色傳感器、溫度傳感器、按鈕和 LED 可用于測試信號鏈和指示狀態。

PC 可以用作開發工作站，通過 USB 連接到片上調試器。UART 幀用于與 AVR 處理器通信。包含一個用于直接集成 Arduino 的 IDE，EV7ON78A 可以作為亞馬遜云連接的自托管云服務 (AWS) 運行。

圖 2：簡單而優雅的架構讓設計人員和愛好者能夠訪問所有 LTE-M 功能并與他們自己的物聯網子系統連接。（來源：貿澤電子）

外賣

雖然設計工程師、愛好者和創新者總是能夠設計出通過 Wi-Fi 或藍牙在獨立世界中進行通信的物聯網設備，但與蜂窩網絡的連接一直是一個更難破解的難題。Wi-Fi 和藍牙對某些應用程序很有用，但取決于位置。LTE-M 本質上更具全球性，允許位置自由。

得益于 Microchip Technology，任何人現在都可以將蜂窩連接設計到他們的項目中，尤其是物聯網應用程序。不要忘記 Microchip 為有線和無線應用提供的許多其他開發和評估板。我們愛好者為這些東西而活。

審核編輯黃昊宇