通過(guò)利用運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)建立的蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施，設(shè)計(jì)人員可以使用此網(wǎng)絡(luò)而不是Wi-Fi或其他網(wǎng)絡(luò)接口來(lái)收集數(shù)據(jù)或提供遠(yuǎn)程管理。蜂窩網(wǎng)絡(luò)是小型到中型數(shù)據(jù)包的理想選擇，可以降低大型分布式系統(tǒng)的硬件預(yù)算，因?yàn)槊總€(gè)連接到蜂窩網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備都不需要本地Wi-Fi熱點(diǎn)或中繼器。此外，蜂窩調(diào)制解調(diào)器具有比Wi-Fi或其他無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接口更長(zhǎng)的覆蓋范圍（信號(hào)可以更遠(yuǎn)）。

根據(jù)您需要的數(shù)據(jù)傳輸速率和您所在地區(qū)的運(yùn)營(yíng)商，有多種蜂窩選項(xiàng)需要連接。現(xiàn)在使用的各種標(biāo)準(zhǔn)包括GSM/GPRS，CDMA2000，HSPA，EVDO/CDMA，EDGE和LTE。在某些地區(qū)，2G蜂窩服務(wù)可提供高達(dá)約40 kbits/s的低數(shù)據(jù)速率連接，以實(shí)現(xiàn)更快的連接，EDGE，CDMA2000和HSPA +等3G服務(wù)可提供高達(dá)約3.1 Mbits/s和21 Mbits/的數(shù)據(jù)速率分別為，對(duì)于最高的數(shù)據(jù)傳輸速率，4G（LTE）服務(wù)，EVDO/CDMA和HSPA +可以提供高達(dá)100 Mbits/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，具體取決于運(yùn)營(yíng)商。此外，公司現(xiàn)在正在開發(fā)所謂的5G網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸速度變得真實(shí)時(shí)，可能會(huì)在2016/2017年的時(shí)間框架內(nèi)或之后提供數(shù)十倍的數(shù)據(jù)傳輸速度。幸運(yùn)的是，對(duì)于機(jī)器而言對(duì)機(jī)器（M2M）通信大多數(shù)數(shù)據(jù)傳輸不涉及大量數(shù)據(jù)，而是使用幾百到幾千字節(jié)的短脈沖。然而，傳輸速度仍然很重要 - 短的，高速的數(shù)據(jù)突發(fā)通常比較慢，連續(xù)的數(shù)據(jù)流消耗更少的功率。短時(shí)間突發(fā)使基帶處理器可以在掉電模式下花費(fèi)更多時(shí)間，從而大大降低功耗。

任何蜂窩調(diào)制解調(diào)器的核心都是基帶處理器，這要?dú)w功于生產(chǎn)的大量手機(jī)在過(guò)去幾年中，已經(jīng)集成到單個(gè)芯片，從而簡(jiǎn)化了調(diào)制解調(diào)器的設(shè)計(jì)。 NimbeLink（圖1）的Skywire系列中的典型調(diào)制解調(diào)器模塊被擠壓成由Digi International創(chuàng)建的XBEE模塊格式（29 x 33 x 6.5 mm）。這些模塊也廣泛用于開發(fā)板，例如各種基于ARM的Arduino處理器板。

圖1：提供3G蜂窩嵌入式調(diào)制解調(diào)器的所有基本功能， NimbeLink的小型插件模塊（左）為設(shè)計(jì)人員提供3G CDMA蜂窩接口，基于Telit基帶子系統(tǒng)的GPS/GLONASS收發(fā)器（右）。 XBEE模塊格式為NimbeLink的Skywire系列模塊提供了標(biāo)準(zhǔn)接口，具有不同的蜂窩接口。 （由NimbeLink提供）

但是，除非單位數(shù)量超過(guò)項(xiàng)目特定的成本交叉點(diǎn)，否則購(gòu)買調(diào)制解調(diào)器模塊可能比從芯片級(jí)別構(gòu)建它更經(jīng)濟(jì)，更快捷。此外，購(gòu)買模塊無(wú)需獲得FCC認(rèn)證，因?yàn)槟K通常是預(yù)先認(rèn)證的。構(gòu)建與購(gòu)買的交叉點(diǎn)取決于多個(gè)因素 - 所需數(shù)量，所需功能，交付時(shí)間表以及物料清單與模塊成本的成本。繪制線的位置將根據(jù)具體情況而有所不同，但是一個(gè)好的經(jīng)驗(yàn)法則將交叉點(diǎn)設(shè)置為最小10，000單位，甚至可能更高。

現(xiàn)成的可嵌入蜂窩解決方案是提供兩種基本形式 - 小型電路板模塊，如NimbeLink的Skywire 3G CDMA模塊，可插入主電路板上的插座（如圖1所示），或更高工業(yè)強(qiáng)度的金屬外殼模塊（例如，Multi-Tech Systems的CDMA調(diào)制解調(diào)器，如圖2所示），可以安裝在系統(tǒng)機(jī)柜中的某個(gè)位置，并使用RS-232端口，USB電纜或其他接口連接到主機(jī)。 NimbeLink的模塊有2G（Skywire GSM/GPRS），3G和4G版本，并且都使用XBEE外形尺寸來(lái)提供通用尺寸。數(shù)據(jù)傳輸速率范圍從較舊的2G GSM/GPRS模塊的40 kbits/s到2G CDMA2000模塊的153.6 kbits/s。轉(zhuǎn)向3G版本，使用CDMA/GPRS設(shè)備可實(shí)現(xiàn)高達(dá)3.1 Mbits/s的數(shù)據(jù)速率，并使用HSPA +或UMTS標(biāo)準(zhǔn)將數(shù)據(jù)速率提升至21 Mbits/s。 4G實(shí)現(xiàn)使用LTE和HSPA +標(biāo)準(zhǔn)提供高達(dá)100 Mbits/s的數(shù)據(jù)速率。所有模塊都包括UART端口，USB端口，A/D轉(zhuǎn)換器和幾個(gè)通用I/O線。

圖2：采用堅(jiān)固的金屬外殼，Multi-Tech的這款CDMA調(diào)制解調(diào)器將安裝在工廠車間或安裝在機(jī)柜中。

Digi International提供自己的4G LTE Cat 1調(diào)制解調(diào)器，是M2M的理想選擇連接。由于它是LTE Cat 1，因此運(yùn)營(yíng)成本遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的Cat 3或Cat 4計(jì)劃（專為智能手機(jī)設(shè)計(jì)）。該設(shè)備通過(guò)FCC和Verizon終端設(shè)備認(rèn)證，可加快產(chǎn)品上市速度，并可節(jié)省產(chǎn)品認(rèn)證通常所需的數(shù)千美元。設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)使用相關(guān)的開發(fā)套件來(lái)查看此調(diào)制解調(diào)器是否適合進(jìn)行項(xiàng)目（圖3）。該套件包括開始為大多數(shù)M2M應(yīng)用開發(fā)蜂窩連接接口所需的一切。

圖3：Digi International的這個(gè)開發(fā)套件提供評(píng)估使用4G LTE Cat 1連接所需的一切用于M2M應(yīng)用。

NimbeLink的Skywire單元等模塊在激活時(shí)消耗約580 mA，空閑時(shí)消耗約12 mA，在省電模式下僅消耗1.2 mA。它們采用3.5至4.3 V電源供電，額定工作溫度范圍為-40至+ 85°C。無(wú)論是選擇模塊還是金屬外殼工業(yè)級(jí)調(diào)制解調(diào)器，設(shè)計(jì)人員都必須確定所需的數(shù)據(jù)速率以及采用的蜂窩標(biāo)準(zhǔn)。在某些情況下，調(diào)制解調(diào)器可能包含多個(gè)蜂窩標(biāo)準(zhǔn)以處理各種應(yīng)用。

當(dāng)然，對(duì)于任何蜂窩調(diào)制解調(diào)器，需要SIM卡進(jìn)行識(shí)別并鏈接到特定的載波 - AT＆amp; T，Sprint ，Verizon，等等;當(dāng)系統(tǒng)被激活時(shí)，它還必須有一個(gè)帶有運(yùn)營(yíng)商的服務(wù)計(jì)劃。該服務(wù)計(jì)劃可以設(shè)置為簡(jiǎn)單的文本消息或各種數(shù)據(jù)計(jì)劃，具體取決于系統(tǒng)設(shè)計(jì)者希望系統(tǒng)每月傳輸多少數(shù)據(jù)。