NO-loT窄带物联网

物联网0230

NO-loT窄带物联网,第1张

5G技术带来的绝不仅仅是更快的网速,而是将万物智能互联成为可能其实,而NB-IoT是5G商用的前奏和基础,因此,NB-IoT的演进更加重要,例如支持组播、连续移动性、新的功率等级等等,只要NB-IOT等基础建设完整,5G才有可能真正实现。

NB-IoT(Narrow Band Internet of Things,窄带物联网),属于5G技术的窄带部分,基于蜂窝网络构建,消耗大约180KHz的带宽,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,因其低功耗、连接稳定、成本低、架构优化出色等特点备受关注。

Cat-NB1精简的更为彻底,基本上把LTE的能力压缩到极致了,追求最低的成本,最长的续航时间,没有移动性、没有语音通讯能力、数据速率非常低,适合对成本很敏感但是终端数量级大,同时单个能力要求比较弱的应用,比如各种表计类(水表、电表、气表等),定期上传数据。

3典型场景网络覆盖不足 ,例如深井、地下车库等覆盖盲点,4G室外基站无法实现全覆盖。而在广覆盖方面,eMTC比LTE增强15dB(可多穿一堵墙),比GPRS增强了11dB,信号可覆盖至地下2-3层。

量子技术是能够用在智能水表的。

国内制造的智能水表,可分为预付费水表、电子远传水表两大类,其共同特点是测量水流的传感器仍采用普通水表,通过在水表的读数盘指针或齿轮组的某个位置安装传感元件,将原水表的机械读数转换成电信号数据,然后进行采集、传输和储存,按结算交易方式的要求自动或人工进行控制。

因为它们的基表都是采用的速度式水表,所以按照水表的原理分类他们还都属于速度式水表一类,只是在读数方式、指示机构等方面进行了改进,增加了预付费、远传读数等自动化抄表系统功能,而计量机构、传动方式还是机械式的,水表的准确度(精度)等级和普通机械水表一样,都是20级。

智能水表把高科技的电子、信息传输技术应用到水表制造上,在相当程度上改变了国内传统的抄表结算方式,提高了我国自来水收费计量的水平,是自来水计量收费的一次技术进步;它的推广应用实现了“先买水,后用水”和集中抄表管理,更新了用水户的交费理念,减少了拖欠水费、入户抄表等现象,减少了供水部门抄表的人力、物力;可提前回收水费,减少了后期运营人员,提高了管理效率和水司的经营管理水平;且防盗性能较普通水表好,完全能实现“预付费”、“阶梯水价”和“囤积水量”功能。

NB-IoT基于蜂窝的窄带物联网(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络,只消耗大约180KHz的带宽,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,以降低部署成本、实现平滑升级。

NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至至少10年,同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。

移动通信正在从人和人的连接,向人与物以及物与物的连接迈进,万物互联是必然趋势。然而当前的4G网络在物与物连接上能力不足。事实上,相比蓝牙、ZigBee等短距离通信技术,移动蜂窝网络具备广覆盖、可移动以及大连接数等特性,能够带来更加丰富的应用场景,理应成为物联网的主要连接技术。作为LTE的演进型技术,45G除了具有高达1Gbps的峰值速率,还意味着基于蜂窝物联网的更多连接数,支持海量M2M连接以及更低时延,将助推高清视频、VoLTE以及物联网等应用快速普及。蜂窝物联网正在开启一个前所未有的广阔市场。

对于电信运营商而言,车联网、智慧医疗、智能家居等物联网应用将产生海量连接,远远超过人与人之间的通信需求。

NB-IoT具备四大特点:一是广覆盖,将提供改进的室内覆盖,在同样的频段下,NB-IoT比现有的网络增益20dB,相当于提升了100倍覆盖区域的能力;二是具备支撑海量连接的能力,NB-IoT一个扇区能够支持10万个连接,支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构;三是更低功耗,NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年;四是更低的模块成本,企业预期的单个接连模块不超过5美元。[1]

NB-IOT聚焦于低功耗广覆盖(LPWA)物联网(IOT)市场,是一种可在全球范围内广泛应用的新兴技术。其具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低、架构优等特点。NB-IOT使用License频段,可采取带内、保护带或独立载波三种部署方式,与现有网络共存。[4]

因为NB-IoT自身具备的低功耗、广覆盖、低成本、大容量等优势,使其可以广泛应用于多种垂直行业,如远程抄表、资产跟踪、智能停车、智慧农业等。3GPP标准的首个版本预计在今年6月发布,到时候将有一批测试网络和小规模商用网络出现。

目前包括我国运营商在内诸多运营商在开展NB-IoT和研究。就NB-IoT的发展现状,余泉详细阐述了三个精彩观点:一是NB-IoT是蜂窝产业应对万物互联的一个重要机会。二是NB-IoT要成功必须要建立开放产业平台。三是2016年是NB-IoT产业非常关键的一年,标准、芯片、网络以及商用应用场景都会走向成熟。

转向窄带物联网

对于LPWA网络所用到的窄带物联网(NB-IoT),运营商业已达成共识,应使用授权频谱,采用带内、防护频带独立部署。这一新兴技术可以提供广域网络覆盖,旨在为吞吐量、成本、能耗都很低的海量物联网设备提供支撑。

2015年11月,数家全球主流运营商联合设备商、芯片厂商和相关国际组织,在香港举办NB-IoT论坛筹备会,旨在加速窄带物联网生态系统的发展,成员包括中国移动、中国联通、Etisalat、LG Uplus、意大利电信、Telefonica、沃达丰、GSMA、GTI、华为、爱立信、诺基亚、高通和英特尔。六家运营商成员还宣布,将在全球成立六个窄带物联网开放实验室,聚焦窄带物联网业务创新、行业发展、互操作性测试和产品兼容验证。

目前,运营商已经在客户中展开预标准NB-IoT技术试点工作。例如,德国电信和沃达丰已经采取行动,利用现有基站进行预部署试点,预计试商用部署在2016年下半年进行,正式商用将从2017年初开始。

沃达丰的Ibbetson表示,对3GPP标准的整合充满信心,但他也指出这一过程缓慢而艰难。“希望窄带物联网能在2016年3月份前成为独立标准,同时我们需要尽快决定使用哪个频段。”

华为也希望相关标准能尽快得到确认,这样行业才能启动大规模的物联网部署。胡厚昆指出:“华为在技术方面已经准备就绪,希望能尽快抓住窄带物联网的机遇。”

窄带物联网具有四大优势:电池寿命长(超过十年)、成本低(每个模块不足5美元)、容量大(单个小区能支持10万连接)、覆盖广(能覆盖到地下)。

Ibbetson认为:“如果产业链不能将单模块成本降到两三美元以下,实现大规模应用,NB-IoT市场就做不起来。我们需要从全局角度出发,以极低的成本将物联网模块嵌入设备中。”

胡厚昆也认为,要想刺激NB-IoT大规模发展,通信模块成本必须低于5美元。如果成本降到1美元以内,则会带来爆发式增长。

即将步入爆发期

随着网络连接、云服务、大数据分析和低成本传感器等所有核心技术的就绪,物联网已经从萌芽期步入迅速发展的阶段,大多数分析师对此都表示认可。

埃森哲亚太区高科技和电子产业主管David Sovie指出,每个CIO都应尽快制定物联网发展策略,否则将会在竞争中落败。IBM研究院物联网全球战略计划主管Wei Sun表示,IBM各行各业的大客户都在探索物联网产品和服务。

越来越多的行业已经在使用物联网技术提高效率,提升客户满意度并降低运营成本。例如,汽车零部件、家用电器及安全系统制造商博世已经将很多产品线连接起来,并从移动互联技术,尤其是车联网领域的崛起中直接获益。

在医疗领域,飞利浦已经开发了多款电子医疗应用,包括一款供慢性病患者使用的贴片。该贴片使用传感器实时收集患者健康数据,并传输到云平台,医护人员可以对数据进行监控,并适时采取医疗干预措施。

飞利浦数字加速器项目主管Alberto Prado指出,设备和系统的互操作性是数字医疗行业崛起的关键。随着协作护理模式日益盛行,未来的医疗必然将整合所有资源,并以主动预防为主。

为了迎接物联网领域的巨大机遇,整个产业不仅需要推动技术创新,还需要推动商业模式创新和跨行业协作。由于用例、应用和商业模式纷繁多样,物联网市场将比移动市场更加碎片化。

胡厚昆表示:“这将有赖于产业链上不同的利益相关者精诚合作。在物联网时代,运营商需要将关注的重点由管理技术扩展至管理整个生态系统。整个行业正处在紧要关头,运营商需要立即行动起来,抓住这一新的蓝海机遇。”[4]

NB-IoT亟需开放的平台

“NB-IoT产业生态系统正在快速成长,它更需要运营商与IoT相关产业参与者精诚合作,携手共进。”谈及NB-IoT落地的挑战,余泉介绍。

就在MWC2016举办前一天,GSMA联合企业各方举办全球首届NB-IoT峰会,并在会上成立NB-IoT forum。该联盟成员包括全球主流运营商、网络设备厂家以及主要芯片模组厂家等诸多产业链企业。

余泉强调,有超过20家垂直行业企业参加了此次峰会,这是非常可喜的开端。“当然垂直行业供应商可能不是几十家,而是几千家,业界还有很多的工作要做。”余泉以智能抄表行业为例表示,目前家庭拥有水表、电表、煤气表以及暖气表等很多表,这些背后的企业很多。

如此多的参与方,会出现大量协同方面的问题,业界需要一个开放的平台加速产业的前进步伐。而且,新标准制定需要开放平台去推动。

对此,诸多运营商联合包括华为在内的电信设备商一起搭建了Open Lab。据悉,借助Open Lab,垂直行业厂家就能很轻松地在实际现网上验证自身的物联网应用、网络以及商业模式。

远程水表分为有线远程传输和无线远程传输,但共同的特点是把水表的流量脉冲信号发送到二次仪表指示或积算记录,有线远程水表相比无线远程水表数据传输更把握一点,不会丢失数据;而无线远程水表则没有线的限制,使用更加便捷一点

双重显示的优点在哪里?NB-IOT物联网水表的技术优点如下:1、信号覆盖率深,就算是在地下表井、管道井中都可以正常使用,功能消耗率低,节省成本,通讯稳定可靠,不必担心数据的错误或者丢失。2、多重防窃水设计,在换电池的时候能够自动的预警并关掉阀门。3、采用光电直读技术,直接读取数据不需要储存,避免了数据丢失,而且实现了零误差实时抄表。4、采用了多种状态的编码技术,没有盲区,能够准确直读。5、模拟纠正错误的技术,纠错能力得到了提高,即使元件老化强光干扰,仍然能够准确地将数据抄读下来。6、能够定时清除污垢和锈渍。7、电动球阀的阀芯与阀体之间采用的的悬浮结构,能够增强阀门的可靠性和使用寿命,降低了功能消耗率,同时也是电池的使用寿命的到了大大的提高。NBIOT是基于蜂窝的窄带物联网,具备广覆盖、高可靠性、高安全性、低成本、低功耗等特点,NB-IOT远程抄表在继承了GPRS远程抄表功能的同时还拥有海量容量,相同基站通讯用户容量是GPRS远程抄表的10倍。NB-IoT物联网水表系统主要由带NB-IOT通信模组的水表、NB-IoT通信基站、物联网云平台、业务服务器、客户端管理软件等构成。水表采用先进的无磁感应技术,对水量进行计量

首先说明什么是nb-iot终端,在nb-iot网络中,水表、电表就是终端,在水表、电表上安装通讯模块,使之有通讯功能,就成了nb-iot网络中的终端。

这个通讯模块,由一颗通讯芯片+一组外围电路组成,这就是nb-iot终端模组。

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