NB-IoT如何應(yīng)用于智能化領(lǐng)域?
自今年6月20日NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)核心協(xié)議凍結(jié)以來,NB-IoT成為通信行業(yè)當(dāng)下最大的熱點(diǎn),它將為物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代帶來廣覆蓋、大連接、低功耗、低成本的網(wǎng)絡(luò)解決方案。NB-IoT是基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的窄帶物聯(lián)網(wǎng)(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT),是物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域新興技術(shù),支持低功耗設(shè)備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接,也被叫作低功耗廣域網(wǎng)(LPWA),支持待機(jī)時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)網(wǎng)絡(luò)連接要求較高設(shè)備的高效連接,是未來物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要方向。
NB-IOT發(fā)展前景廣闊
NB-IoT具備四大特點(diǎn):一是廣覆蓋,將提供改進(jìn)的室內(nèi)覆蓋,在同樣的頻段下,NB-IoT比現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)增益20dB,覆蓋面積擴(kuò)大100倍;二是具備支撐海量連接的能力,NB-IoT一個(gè)扇區(qū)能夠支持10萬個(gè)連接,支持低延時(shí)敏感度、超低的設(shè)備成本、低設(shè)備功耗和優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu);三是更低功耗,NB-IoT終端模塊的待機(jī)時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)10年;四是更低的模塊成本,企業(yè)預(yù)期的單個(gè)接連模塊不超過5美元。
在“萬物互聯(lián)”的大趨勢(shì)下,當(dāng)前的4G網(wǎng)絡(luò)在物與物連接上能力不足。相比藍(lán)牙、ZigBee等短距離通信技術(shù),移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)具備廣覆蓋、可移動(dòng)以及大連接數(shù)等特性,能夠帶來更加豐富的應(yīng)用場(chǎng)景,理應(yīng)成為物聯(lián)網(wǎng)的主要連接技術(shù)。作為L(zhǎng)TE的演進(jìn)型技術(shù),4.5G除了具有高達(dá)1Gbps的峰值速率,還意味著基于蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的更多連接數(shù),支持海量M2M連接以及更低時(shí)延,將助推高清視頻、VoLTE以及物聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用快速普及。蜂窩物聯(lián)網(wǎng)正在開啟一個(gè)前所未有的廣闊市場(chǎng)。
不僅電信運(yùn)營(yíng)商期望借助于NB-IoT來實(shí)現(xiàn)海量物聯(lián)網(wǎng)終端的接入,驅(qū)動(dòng)蜂窩物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的商業(yè)“藍(lán)海”,各界也都對(duì)NB-IoT技術(shù)與應(yīng)用充滿了熱切期待。智能家居、智慧城市、智能跟蹤是2016 NB-IoT主要應(yīng)用方向。
1、智能水表
智能抄表是智慧家居的一部分,全球公共事業(yè)行業(yè)都已經(jīng)啟動(dòng)或計(jì)劃啟動(dòng)智能抄表的改造工作。通過智能抄表,可以大大節(jié)省抄表人力,并提供分時(shí)收費(fèi)等增值服務(wù),但基于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能抄表可謂困難重重。例如,根據(jù)VDF在英國的統(tǒng)計(jì),將近20%的水表位于房屋的地下室和弱覆蓋的墻體之中,現(xiàn)存的2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)無法接入。由于工程人員人力成本較高,水務(wù)公司要求改造后水表需要持續(xù)工作5年以上,現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備同樣無法滿足,因?yàn)楫?dāng)前采用的短距匯聚等模式存在著部署成本高、信號(hào)干擾大和可靠性低等問題。而NB-IoT的低功耗和深度覆蓋功能則可以完全解決這些問題。
2、智能垃圾箱
在“2016年巴塞羅那通信展”期間,華為展示了基于NB-IoT的智能垃圾箱解決方案,其通過對(duì)服務(wù)區(qū)域中的垃圾箱進(jìn)行智能改造,為其加裝嵌入NB-IoT無線芯片的聲波傳感器,以判斷垃圾箱是否已滿,并通過NB-IoT無線網(wǎng)絡(luò)將狀態(tài)信息上報(bào)給管理服務(wù)器,服務(wù)器根據(jù)上報(bào)信息為垃圾車規(guī)劃最優(yōu)路徑,此舉預(yù)計(jì)可以將垃圾清運(yùn)車的調(diào)度效率提升1倍以上,為每個(gè)城市的垃圾管理節(jié)省每年數(shù)百萬美元的車輛和人力成本。
3、智能環(huán)保
環(huán)境保護(hù)是近年來大眾最為關(guān)注的話題之一,然而環(huán)境污染來自于生產(chǎn)和生活中的方方面面,人工排查需要投入大量的人力和物力,而基于NB-IoT技術(shù)的智能傳感器可以提供危險(xiǎn)氣體檢測(cè)、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、土壤監(jiān)測(cè)、森林火災(zāi)監(jiān)控和危險(xiǎn)品管理等多種功能,幫助人們解決部署難題。
NB-IoT技術(shù)具有低功耗、廣覆蓋、大容量和低成本等技術(shù)優(yōu)勢(shì)。在NB-IoT基站覆蓋范圍內(nèi),安裝傳感器無需額外布線,可即裝即用,每平方公里可支持安裝數(shù)以萬計(jì)的傳感器終端,實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)測(cè)管理。相比傳統(tǒng)2G/3G/4G蜂窩網(wǎng)技術(shù),NB-IoT技術(shù)能提供20dB的覆蓋增益,保障了無線傳感器在各種惡劣環(huán)境下仍能正常監(jiān)測(cè)上報(bào),例如水下(水質(zhì)監(jiān)測(cè))、地下(土壤檢測(cè))和倉庫中(危險(xiǎn)品管理)等等。低功耗技術(shù)使得終端耗電只有傳統(tǒng)GSM的1/10,一次安裝可支持10年監(jiān)測(cè)。通過分析無處不在的環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器上報(bào)的數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)污染源發(fā)現(xiàn)管理和污染預(yù)測(cè)分析等功能。
4、智慧停車
在深圳,智能停車業(yè)務(wù)已經(jīng)開始推行,用戶只要安裝看APP即可通過收據(jù)查找附件停車位,并可支持導(dǎo)航等功能。與傳統(tǒng)的停車方案相比,這一基于NB-IOT的試點(diǎn)改變了需要通過中繼網(wǎng)關(guān)收集信息再反饋給基站所存在的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)部署、多網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)、高成本等諸多問題,真正實(shí)現(xiàn)整個(gè)城市一張網(wǎng),便于維護(hù)和管理。
5、智慧跟蹤系統(tǒng)
使用NB-IoT進(jìn)行寵物位置管理,將NB-IoT系統(tǒng)佩戴在寵物身上,通過NB-IoT系統(tǒng)傳遞GPS定位信息,傳輸距離可達(dá)數(shù)20km。同類型應(yīng)用還包括自行車防盜系統(tǒng)、旅行箱位置管理、快遞追蹤、老人追蹤、易失物品防丟等。
6、車聯(lián)網(wǎng)
這一塊是巨大的市場(chǎng),同時(shí)與智能駕駛、新能源車等都有交集,需要單獨(dú)研究。
結(jié) 語
物聯(lián)網(wǎng)作為通信行業(yè)新興應(yīng)用,在萬物互聯(lián)的大趨勢(shì)下,以NB-IoT落地為契機(jī),市場(chǎng)規(guī)模會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。然而,NB-IoT 技術(shù)不會(huì)大規(guī)模應(yīng)用在高耗流、高實(shí)時(shí)性的物聯(lián)網(wǎng)終端;而低速率低流量的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用將以NB-IoT 的落地為起點(diǎn)。相比面向娛樂和性能的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,NB-IoT 面向低端物聯(lián)網(wǎng)終端,更適合廣泛部署,在以智能抄表、智能停車、智能追蹤為代表的智能家居、智能城市、智能生產(chǎn)等領(lǐng)域的應(yīng)用將會(huì)大放異彩。
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