LaKi——唯一能够同时实现低功耗、广覆盖和低时延的无线技术，助力用户产品升级，破除物联网行业种种束缚

时间： 2023-06-11 来源：千米电子官网

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自2015年以来，千米电子就只专注于一件事，就是集中所有资源研发一套满足万物互联需求的无线通讯技术，目的很单纯，就是为了解决阻碍物联网行业发展的一些关键问题。多年磨一剑，千米电子推出了LaKi超低功耗实时广域网技术，并很快受到了大量行业专业人士的关注和应用。目前为止，LaKi已经广泛应用于工业互联网、智慧农业、智慧消防、智慧煤矿、智能建筑、智慧畜牧、智慧电力、智慧零售、语音对讲、智能传感器、超低功耗远程控制等领域，并且展现出巨大的竞争优势。

LaKi是什么？性能如何？

LaKi是全新的无线通讯技术，取名自Last Kilometer IoT Coverage，包含了物理层的射频SoC芯片和协议层的LaKiplus无线通讯协议。和国内外近年来涌现出来的一些窄带物联网新技术（例如LoRa、NB-IoT等LPWAN（Low Power Wide Area Network）技术）相比， LaKi是基于不同的设计理念而研发出来的一种全新技术，具有现有的其他技术所没有的一些颠覆性特征。

空口无凭，LaKi的主要性能可以用它发射功率为5dBm的标准模组的实测数据来展示，需要注意的是，这个实测数据是在接收端和发射端离地距离1.5-2米左右的手持高度测得的，非常符合实际的应用场景：

1. LaKi的并发处理能力很强，其带宽高达1MHz，是其他技术的数倍到数十倍，因此具有更大的并发处理能力以及更高的速率，每秒钟可处理超过2000个用户终端，比LPWAN主流技术的处理能力高两个数量级。而强大的并发处理能力也带来实际通讯时的更低的碰撞和拥塞几率等优势，实现更低时延的通讯。

2. LaKi的通讯距离比较长，虽然更高的带宽带来更大的噪声会降低通讯距离，但LaKi通过创新大大提升了通讯距离，同频段、同发射功率下比现下流行的LPWAN等技术的传输距离更远。2.4GHz频段下，手持发射功率为5dBm的LaKi标准模组的有效通讯距离可达1.5公里以上，大约是同样频段的、发射功率为20dBm的某LPWAN技术的通讯距离的两倍。

3. LaKi的功耗非常低，整个模组的休眠电流约1微安，一公里以上通讯距离的发射电流不超过6mA，一秒响应的长距离实时通讯时， LaKi模组的年功耗约30-60mAh（取决于帧定义），钮扣电池即可续航数年，和其他技术比较起来，功耗降低了两到三个数量级！

因此，简单来讲， LaKi既有蓝牙、ZigBee等短距离技术的较大带宽、极低功耗，又有LoRa、NB-IoT等LPWAN技术的大范围覆盖能力，非常适合作为万物互联的大规模物联网终端低成本接入的核心基础技术。

用LaKi，更简单

LaKi是专门为万物互联而研发的全新无线通讯技术，兼具广覆盖、低时延和低功耗这三大关键特性，也是目前唯一能够做到同时实现它们的无线技术。对于选用LaKi的物联网产品和解决方案提供商而言，除了能够拥有和其他技术一较短长的存量市场机会，还能够拥有其他技术以前所无法触及的新增市场机会，极大地拓展了他们产品和解决方案的市场空间。

技术选型更轻松，抛弃业内默认选型理念

对于物联网解决方案的技术选型者来说，选择哪种无线技术是一个非常头痛的事情，因为市场上主流的无线技术在工作功耗、通讯距离、用户容量（处理能力）、速率等方面无法兼顾，所以不同的应用往往需要采用不同的技术才可能得到比较好的投资回报，这也几乎成了物联网行业技术选型的一个共识。千米电子在研发之初就是想要打破这个共识，而历经多年研发而成的LaKi技术也成功地实现了同时满足广覆盖、低时延和低功耗这三大关键特性，使得技术选型变得非常容易：只要您的应用对数据速率的要求在1Mbps以内，采用LaKi就可以实现长距离、大并发容量和极低的功耗，从而实现很高的投资回报。

广覆盖其实包含了两个方面，即长距离的通讯和大并发处理能力。市场上流行的窄带LPWAN能够长距离通讯，但单信道处理能力只有两位数甚至个位数，其布网成本虽然比较低，但能够承载的终端数量并不多、数据速率低、工作功耗高等，只能作为少量小数据流量的物联网终端的连接技术来使用，根本无法承载万物互联所必需的大量终端，这也严重限制了网络的投资收益。而长距离通讯和大并发处理能力是LaKi的先天优势，且数据速率较高，完全能够满足占物联网行业中90%以上的物联网应用的大规模海量终端低成本接入的需求，应用价值极高。

时延则是物联网应用关注的另一个重点。时延是网络的一种重要指标，代表了响应的及时性，时延越低，响应越及时，体验越好；另外，时延也直接决定了双向通讯的实际表现，时延越低，双向通讯效率越高，通讯可靠性越高。不同的应用对于时延有不同的要求，因此时延的限制关系到物联网络对应用的适应性和多样性。时延主要跟网络的处理能力有关系，而网络的处理能力可以用吞吐率（throughput）进行衡量，即每秒钟包处理能力（pps，packets per second）。在物联网应用中比较流行的LPWAN、蓝牙、ZigBee（包括其他基于802.15.4协议簇的通讯技术）等，其吞吐率基本不会超过两位数，如果终端数量多了的话，网络碰撞、拥塞就会成为常态，通讯时延就不可控了，这是他们为何用户并发容量低的根本原因； LaKi的吞吐率是它们的数十到数百倍，单信道每秒钟可以处理超过2000个数据包，如果一个数据包代表了一个终端的数据，意味着单信道就可以每秒钟处理2000个以上的终端；现在的LaKi芯片有64个物理信道，因此可以处理海量的终端。

功耗对于物联网终端的成本至关重要，因为很多情况下，物联网终端并不方便取电，就需要用电池供电，在这种情况下，功耗越低，就越可以用更低容量的电池获得更长时间的续航，甚至是终身续航，由此导致总体成本越低。因此，对于成本敏感的物联网应用来说，低功耗则是技术选型的必要特性。主流的LPWAN技术都宣称低功耗，但它们的工作电流动辄数十甚至数百毫安，而LaKi的工作电流只有数毫安；且由于它们的有效数据速率非常低，典型有效数据速率才1~3kbps左右，比LaKi低数十到数百倍，相同数据量的传输时间也是LaKi的数十到数百倍，功耗自然也随之大大升高了。这就使得终端的工作越多，LPWAN等技术的功耗比LaKi高得越大。上文提及的一秒响应的长距离通讯模型中，LPWAN的功耗就比LaKi高两到三个数量级；在这个模型中，LaKi一年的无线通讯功耗只有30-60mAh，已经和LPWAN的休眠功耗差不多，这就意味着您即使采用一秒响应的物联网实时通讯模型，也只需要用一颗钮扣电池就可以实现三年以上的续航。可见，相比于LaKi而言， LPWAN的各种技术并不是真正的低功耗技术，它们的低功耗只是源于大量休眠而少工作而已，这就带来很大的应用限制，所能适用的应用种类非常有限。

综上所述，LaKi成功实现了在保持广覆盖、低时延通讯时依然可以低功耗，而综观整个无线通讯领域，目前也只有LaKi技术能够做到。因此，使用LaKi作为物联网应用的无线连接技术，物联网产品和应用开发者们可以不用再在功耗、通讯距离和时延等特性上痛苦权衡，可以轻松地同时实现实现广覆盖、低时延和低功耗。

产品开发更简单，轻松构建高效私有通讯协议

对于想采用新技术的应用产品开发商或解决方案商来说，新技术的易用性也是一个需要重点考察的内容。简单易用的技术一方面可以降低对开发者技术能力的要求，另一方面可以大大缩短产品应用开发周期，使得公司能够更敏捷地应对市场的竞争。

千米电子主要由多个拥有至少十五年研发和设计经验的资深技术人组成的，深刻理解技术易用性的重要，根据几十家已经采用LaKi技术的合作伙伴的实践来看，LaKi的易用性非常好，具体说来，只要一个拥有一年左右嵌入式软件开发经验的技术人员，一般三到五天就可以轻松掌握LaKi的开发方法，这对于其他无线技术来说是不可思议的。这样的结果当然来之不易，千米电子为此付出的努力贯穿在技术的整个研发、设计以及技术服务过程中。

- 提供成熟通用的开发工具。 LaKi的PHY层射频SoC在设计时就考虑到了芯片的易用性，采用了业内最常用的32位CPU核心，让开发者可以采用常见的开发工具如Keil等进行软件代码的开发，使他们无需在开发工具上花费宝贵的时间和精力。

- 提供积木式应用开发模式。 LaKiplus协议包含了很多实用的函数，让用户可以根据应用流程，调用相应的函数，就可以实现最适合应用的通信协议的构建，就像搭积木一样轻松。而其他无线技术，要么完全照搬标准协议，要么就要在标准协议的基础上做减法以去除不必要的流程，从而提高通讯效率，而后者则需要技术人员对技术非常精通，这就需要他们花费好几个月甚至数年的时间刻苦钻研才可能。LaKi采用的是做加法的开发方式，物联网应用的通讯一般比较简单，开发人员无需精通LaKi所有的函数，只需要熟悉数个需要用到的函数即可，这让未接触过LaKi技术的开发人员可以迅速地上手。

- 提供丰富完善的应用DEMO。LaKi已经在智慧农业、智慧畜牧业、智慧煤矿、智能楼宇、智慧消防、智慧零售、工业互联网、语音对讲等领域广泛应用，已经积累了一批可实用的具有自主知识产权的应用Demo，千米电子都可以向合作伙伴免费开放，帮助合作伙伴快速实现部分物联网应用产品的自主生产。

- 提供强大专业的硬件设计能力。射频硬件设计相对比较复杂，但千米电子拥有在硬件设计领域近三十年的丰富经验，因此，千米电子可以帮助合作伙伴快速地完成产品的硬件设计。千米电子还为合作伙伴提供一个特别的硬件设计服务，如果他们的现有产品是采用其他无线技术通讯模组进行通讯的，只需要给千米电子提供通讯模组的数据手册，千米电子就可以为他们定制Pin to pin的LaKi模组，这样就可以无需更换机构设计、PCBA设计等快速、低成本实现产品LaKi化。

- 提供快速专业的技术支持服务。千米电子的技术支持团队具有非常丰富的软硬件开发的经验，已经为合作伙伴交付了数十款不同的物联网应用，包括传感器类应用、执行器类应用、电子标签类应用、P2P通讯类应用等，基本囊括了物联网应用的所有种类，能够为客户提供专业的技术咨询服务和支持工作，快速响应客户需求，帮助他们快速开发出有强大竞争力的产品。 LaKi技术对合作伙伴完全开放，您可以自己构建或者让千米电子帮您构建函数库里没有的函数，即构建自己所需的特殊积木，这可能也是千米电子作为一家以客户为中心的芯片原厂所特有的技术支持服务内容。

可见，千米电子采用了大量措施降低产品开发的难度，让开发人员可以轻松、快速地掌握LaKi技术，使得合作伙伴无论技术能力高低，都能够快速地基于LaKi技术研发出最适合应用通讯需求的物联网产品和解决方案。

基于LaKi技术的产品具有更广泛的市场

LaKi技术是完全根据物联网行业的主要特点而全新设计的，能够适用于几乎所有的中低速的物联网应用；根据麦肯锡的关于物联网行业的研究结果，预计有90%以上的物联网应用是中低速物联网应用，也就是说LaKi技术能够满足整个行业中90%以上的应用需求，这是LaKi技术的独特的价值所在。

从技术上讲， LaKi可以替代存量市场应用中的蓝牙、ZigBee、LoRa、NB-IoT等技术的应用，能够在保持原产品的优势的同时，还能解决原产品中源于无线通讯技术而带来的重大限制。如把原有产品中的蓝牙技术替换成LaKi，新产品除了能够保持其原有的低功耗、较大带宽等优势外，还可以让产品能够进行低功耗的长距离通讯，使得产品不在局限于小范围应用，轻松实现更少的网关覆盖更大的范围，从而实现更少的硬件成本、网络成本、使用成本以及维护成本等；如把原有产品中的LoRa技术替换成LaKi，新产品除了能够保持其原有的长距离通讯、低频次通讯时的较低功耗等特点外，还可以让用户数据处理能力成百倍增加、能够用钮扣电池就可以长期续航的长距离低时延双向通讯，使得产品不再局限在低数据量、低频次、低带宽的应用场景，也可以低成本地应用于需要更高数据速率、更高通讯频次、更高数据量和更大终端密度的很多场景，实现高得多的投资回报，可以破解目前很多应用由于大规模应用的成本高昂而只用于样板点却无法大规模普及的难题，让很多应用从投资回报的角度获得可持续发展的能力。因此， LaKi是可以让原有产品的市场竞争力更强的。

当然，LaKi技术在市场中的作用不仅于此，它更大的作用在于大幅拓宽了市场，使得原来受限于投资回报而无法释放的大量市场得以释放，从而真正地激活了整个物联网市场。物联网行业的体量是非常巨大的，但很多物联网应用的价值并不高，也就是人们愿意为之付出的成本是比较低的，因此这些物联网产品和解决方案对成本非常敏感。当然，这个成本不光包括产品的硬件成本，实际是包括部署成本、使用成本、维护成本等在内的总体成本，有的时候后面的三块成本会大于甚至是远大于硬件成本。LaKi技术自研发之初就全面考虑了这些成本，并系统地加以解决。例如，LaKi技术没有像主流物联网无线技术那样，通过很窄的带宽来改善信噪比从而获得更远的通讯距离，通过多休眠、少工作的方式让整体功耗降低，因为窄带宽意味着低数据速率以及低网络处理能力，也就意味着低用户容量；多休眠、少工作意味着终端的不可控性和严格的应用限制，使得它只能适用于可以容忍低数据量、低数据速率和高时延通讯的少量物联网应用。LaKi远超过1公里的长通讯距离可以让网络的总体成本大幅降低，数毫安的工作电流和1微安的休眠电流可以让终端的总体成本大幅降低，而其较高的有效数据速率（数十kbps到1Mbps）能够满足90%以上的物联网应用的需求，使得网络能够接入更多种类的应用和更多数量的终端，从而大幅提升网络的应用价值亦即更高的投资收益。更低的投资成本、高得多的投资收益，这就使得应用LaKi技术的投资回报很高，让人们用得起、用的值，无需任何补贴就可以实现规模化、可持续的发展。

LaKi是中国的技术团队千米电子开发的完整的全新无线物联通讯技术，拥有完全的知识产权，也是完全开放的基础技术。千米电子希望为祖国的物联网从业者们一道，破除物联网行业的种种束缚，让这个巨大的行业爆发出应有的能量；相比于其他各种国际主流的无线物联技术， LaKi是唯一能够同时实现低功耗、广覆盖和低时延的无线技术，具有碾压性的竞争优势，能够为基于LaKi技术的产品带来极大的全球竞争力。

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