物联网如火如茶,LoRa、Sigfox、NB-IoT三大物联网技术谁能称雄?

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无线通信技术是物联网的传输基础,随着智慧城市大应用成为热门发展,各种技术推陈出新,纷纷抢占物联网市场。在LPWAN技术里,最热门的莫过于LoRa、Sigfox和NB-IoT。

在物联网趋势中,这三种技术各自具有什么优势。

谁才会是你专业领域的最佳拍档?

物联网、大数据、AI人工智能这几个词汇,相关产业人员想必娴熟于心。
在物联网的技术架构中,“感测”是最基础的核心源头,无论在农业、工业、建筑、交通、医疗等领域,要让感测到的数据透过AI分析,进而形成相关应用,首先必须部署适合的传输技术与网域,才能搜集并回报巨量的环境数据。

在无线通信技术里,WI-FI、bluetooth、ZigBee、Z-Wave这几项较早推出的应用已经于不同领域中奠定发展基础。

WI-FI适用于大数据量的传输,比如影音传输或者A R/V R等领域,同时也是一般无线网络的基础,缺点是耗电量大;蓝牙多用于个人穿戴式装置,在声音领域的应用较为成熟

ZigBee和Z-Wave则是在工业、建筑等自动控制应用中成果丰硕。

谈到无线网络,大家脑中想到的,除了WI-FI之外,大概就是手机的移动式通信网路了。
如今的通讯技术即将迈入5G,讲求更大带宽、更高速率、更低延迟,当然也更耗电,由于是对应人与人之间的通讯,因此数据传输较密集、交换量也更为庞大。

针对M2M的通讯,由于装置的部署范围通常更宽广,且无线装置必须避免频繁更换电池,LPWAN(Low Power Wide Area Network,低功耗广域网)技术顺势而生,其小数据量、长距离传输及省电的特性,在物联网应用领域中大放异彩。

较早期的无线传输技术,如WI-FI、ZigBee和Z-Wave,通讯传输距离顶多只有100公尺,用在智能家居领域,必须再加装讯号加强的天线或中继站。

若是要满足智能城市的相关应用,例如环境监测或资产追踪,传输距离可达20公里的LPWAN技术显然能大幅缩减布建成本,只要几个基站就能覆盖大面积的范围;以电池作为电力来源,则省略了布线问题,让传感器的安装步骤更简易。
目前最受关注的LPWAN技术分别是LoRa、Sigfox和NB-IoT,这三种技术具有各自的优势,业主可根据不同领域及使用需求,选择最适合的通讯技术。

物联网是一个非常先进的、综合性的和复杂的系统。其最终目标是为单个产品建立全球的、开放的标识标准,并实现基于全球网络连接的信息共享。物联网(Internet of Things)理念指的是将无处不在(Ubiquitous)的末端设备(Devices)和设施(Facilities),包括具有“内在智能”的设备如传感器、移动终端、工业系统、楼控系统、家庭智能设施、视频监控系统等,以及具有“外在使能”(Enabled)的物品如贴上RFID的各种资产(Assets)、携带无线终端的个人或车辆等“智能化物件或动物”、通过各种无线和/或有线的长距离和/或短距离通信网络实现互联互通(M2M)、应用大集成(Grand Integration)。
物联网功能在于,能基于云计算的SPI等营运模式,在内网(Intranet)、专网(Extranet/)或互联网(Internet)环境下,采用适当的信息安全保障机制,提供安全可控(隐私保护)乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、进程控制、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面(Dashboard)等管理和服务功能,实现对“万物”(Things)的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化服务。
具体的来说,物联网的基本功能特征是提供“无处不在的连接和在线服务”(Ubiquitous Connectivity), 具备十大基本功能。
在线监测:这是物联网最基本的功能,物联网业务一般以集中监测为主、控制为辅。
定位追溯:一般基于GPS(或其他卫星定位,如北斗)和无线通信技术,或只依赖于无线通信技术的定位,如基于移动基站的定位、RTLS等。
报警联动:主要提供事件报警和提示,有时还会提供基于工作流或规则引擎(Rule“s Engine)的联动功能。
指挥调度:基于时间排程和事件响应规则的指挥、调度和派遣功能。
预案管理:基于预先设定的规章或法规对事物产生的事件进行处置。(证据采集)
安全隐私:由于物联网所有权属性和隐私保护的重要性,物联网系统必须提供相应的安全保障机制。
远程维保: 这是物联网技术能够提供或提升的服务,主要适用于企业产品售后联网服务。
在线升级:这是保证物联网系统本身能够正常运行的手段,也是企业产品售后自动服务的手段之一。
领导桌面: 主要指Dashboard或BI个性化门户,经过多层过滤提炼的实时资讯,可供主管负责人实现对全局的”一目了然“。
统计决策: 指的是基于对联网信息的数据挖掘和统计分析,提供决策支持和统计报表功能。

“凡有人烟处,皆有通信塔”,正是中国通信塔的真实写照。目前,中国的通信铁塔站址规模已经超过210万。通信铁塔企业通过与铁路、电网、市政、公安、交通、房地产等 社会 各方广泛合作,形成了千万级的 社会 杆塔资源站址储备。

210多万通信塔汇聚在祖国大地


海量站址资源,为商业模式创新提供了广阔的想象空间。通信铁塔正逐步做“大”共享文章,由服务通信行业的单向共享,扩大到跨行业、跨领域的双向、多向共享,搭建一个可以服务更多行业需求的铁塔生态网络,对存量站址资源二次盘活,创造更大的经济效益和 社会 效益。


那么,目前究竟有哪些跨行业的应用呢?我为你汇总了十大应用场景,涉及到公安、消防、交通、地震、气象、环保等多个行业。以下为我为你一一盘点:



01 应用场景 高低位结合的视频监控


利用铁塔点多面广位置高的特点,采用高位瞭望摄像机进行高空监控,并辅助低位补点视频监控,兼用 5G网络快速部署,形成立体监控网络,为客户提供视频图像、AI智能、传输、电力接入一体化视频服务。


具体对应在的服务包括有:安防监控、森林防火监控、高速路监控、防洪抗台监控、非法采砂监控、水库安全监控等。这些应用已经相当成熟,目前全国的应用也很广泛。


案例1:水利视频监控


截至目前,在山东、甘肃、江西、湖南等28个省市,中国铁塔属地分公司与水利部门进行了深度对接。双方围绕水文监测、水库监控、河道监控、防洪救灾、水利工程监控、水源保护、水质监测等多方面,合作落地400余个项目,取得了明显的经济 社会 效益。


案例2:森林防火


国务委员国家森林草原防灭火指挥部总指挥王永在出席全国森林草原防灭火工作电话会议时表示:各单位部门要抓好源头管控,强化网络化管理和群防群控。加强监测预警和应急力量的准备,及时科学处置突发火情。


显然,在森林草原防火攻坚战中,防火于未“燃”最为重要。相关部门需要把“被动打”变为“主动防”,用物联网、大数据、人工智能等新理念新技术来“武装”自己,促进林草防火从“人防”向数字化、信息化的“技防”转变。


针对森林草原防火的技术需求,可依托铁塔挂高、电源配套和传输资源的优势,建立高点视频监控系统,为林草防火安上一双双“千里眼”,再配合智能图像识别、GIS、热成像等高新技术,这些“千里眼”们可自动捕捉高温区域,实时监控林区草原动态并对火点进行确认。


案例3:高位视频监控,助力防汛抢险


在今年第6号台风“烟花”正面袭击浙江省期间,浙江铁塔快速调配人员,对“烟花”台风路径预测途经的舟山、宁波、绍兴、嘉兴、湖州、台州、杭州等地市做了重点排摸,将防汛抗台重点关注的“江河湖库”“海岸沿线”“城市低洼”等1000多路关键场景高位监控,集中接入省防指中心,供现场省委省政府领导随时调用查看。



浙江省委省政府领导召集各有关厅局负责人,在防汛抗台工作会议实时连线相关市县指挥中心,并现场调取了铁塔高位视频资源,通过高清视频画面对现场险情进行判断,对相关市县防台工作进行重要部署。


浙江铁塔中高点位资源凭借“站得高”“看得远”,有效支撑了浙江防汛指挥调度。


案例4:铁塔助力智慧交通


江苏铁塔开放站址资源、赋能交通,实现人流监测与分流。2019江苏铁塔公司与江苏交通控股有限公司合作,对服务区高空瞭望视频监控,为高速出行提供安全保障。




02 应用场景 环境监测


大气污染的监管和治理一直是环保部门的使命和职责,但大气污染源头精准定位难、监管时效性不足成为治理工作的瓶颈。


利用铁塔位置高、点分布广、点位多的特点,将环保激光雷达部署在铁塔上,可以24小时对周围展开大气监测,实时监测灰霾、查找污染源及记录沙尘等天气过程,并对重污染天气形成的具体原因进行追踪和分析。



利用铁塔部署气象环境监测系统,具有部署周期短、运营成本低、监控高效实时、污染源头定位准确等特点。



03 应用场景 气象监测


利用铁塔具有的电、网、塔、房等优势,铁塔公司与气象局进行合作,可以实现气象监测系统快速部署和应用,并可以降低气象监测的运营成本。



7月14日,云南省普洱市气象局与中国铁塔股份有限公司普洱市分公司座谈,就深化业务合作达成共识。


双方就气象灾害应急响应服务、气象预警信息服务、气象观测设备维护保障、基础资源设施共享等进行交流探讨。双方表示,将进一步完善合作机制,在铁塔、基站等网络基础设施的防雷装置定期检测、雷电灾害风险管控,气象站仪器设备维护维修,乡村防雷工程建设等方面深化合作。



04 应用场景 地震监测


通信铁塔在全国超过210万个的庞大体量,能为地震监测预警设备提供良好的挂载环境,为完善国家的地震监测预警提供助力。


3月18日,中国地震局与中国铁塔股份有限公司(简称“中国铁塔”)签署战略合作协议,重点在地震监测预警基础设施建设、完善重点场景地震安全服务能力等方面开展合作,进一步提升我国地震灾害防治能力。




05 应用场景 智能云广播


通过铁塔安装应急广播系统,可随时随地进行播出任务,如实时喊话、音频文件等。在疫情防控、清明期间的森林防火、突发事件通知等,都可以起到很好的宣传作用。




06 应用场景 专网通信


利用铁塔的丰富的站址资源,对有通信专网建设需求的行业客户提供快速部署网络的服务,为行业客户提供网络规划、网络建设、电力保障、日常维护等服务。如应急系统、物联网等。



2020年,江苏电力利用了江苏铁塔2600多个通信杆塔进行专网建设,节约投资约41亿元,节约土地资源约104亩。



07 应用场景 城市亮化工程


通过将通信铁塔进行亮化改造,让通信铁塔成为美丽的景观塔。


在浙江灵溪,一座座错落分布在灵溪各个地方的铁塔,铁塔周身灯光绚烂,塔体上亮化字体醒目,“浙江美丽南大门 首善之城灵溪”、“浙南明珠 锦绣灵溪”、“实施乡村振兴 建设美好家园”等亮化字体与周边环境交相辉映成一幅优美的画卷,为过往行人带来了新的视觉享受,也让他们深切的感受到家乡发展变化所带来的幸福感。



当然,这样的景观塔在国内还有很多,比如中央广播电视塔、山东省诸城电视塔等,都成为了城市一道亮丽的风景线。


中央广播电视塔


山东诸城电视塔



08 应用场景 高空广告


利用铁塔站址资源,在高速道路、市政道路两侧以及城市乡镇显著位置设置高空广告,为政府、行业客户提供政策宣传、城市宣传、产品宣传等服务。




09 应用场景 无人机巡检续航


无人机在森林防火巡检、河道检查、电力线路巡检、传输线路巡检等飞行过程中,需要进行充电续航。


利用铁塔丰富的站址资源,可以搭建无人机起飞/降落平台,保障无人机的远程遥控起飞/降落及自行充电功能。



这一应用,大大提高了无人机的利用效率,也提升了巡检工作效率,节约了人力成本。



10 应用场景 部署北斗定位站点,提升定位精度


2020年6月23日9时43分,我国在四川西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射第55颗北斗导航卫星,标志我国北斗卫星应用的新时代开启。



而在北斗天网之外,地面上的地基增强系统对卫星信号受到地形、建筑物遮挡和反射时的额外信息进行了补充。而北斗高精度定位系统地面增强站,主要依托中国铁塔遍布全国的铁塔站址高效部署。



基于点多面广的站址资源,中国铁塔与千寻位置、华大北斗、六分 科技 等企业合作,助力客户构建高精度地面增强网络,提供精确到毫米级的定位服务,这项服务逐步应用到智能导航、精确测量测绘、地质灾害自动化监测等领域。据了解,目前中国铁塔为这些客户复用的站址数量接近5000个,并提供专业高效、响应迅速的运行维护服务。



展 望


通信铁塔正在与我们息息相关的各行各业中发挥着巨大的作用。


除了本文介绍的十大应用场景,通信铁塔还有更多的应用。210多万的通信铁塔站址资源不仅仅是某些企业的资产,它更是国家和人民的财富。如何利用好这些资源,有待 社会 各界的共同努力!

物联网其实到目前为止也没有一个精确的定义,一般来说,我们认为物联网是传统的互联网向物理世界的一个延伸。通过连接物理世界,使得网络能够更好的为人类服务。物联网能够广泛用在生产和生活的各个方面,产生了如智慧家庭、智慧城市、智慧农业、智慧医疗、智慧环境等一系列相关的应用场景。
涉及的主要技术包括以下几种:
1、传感器网络技术
传感器网络实现了数据的采集、处理和传输三种功能。它与通信技术和计算机技术共同构成信息技术的三大支柱。传感器网络是由各种各样的传感器节点所组成,用以进行信息的收集、传输和处理的网络系统。
作为物联网感知和获取数据信息的重要手段,传感器网络在物联网中发挥着极为重要的作用。无线传感器网络是一项通过无线通信技术把数以万计的传感器节点以自由式进行组织与结合进而形成的网络形式。
无线传感器网络主要由三大部分组成,包括节点、传感网络和用户这3部分。其中,节点一般是通过一定方式将节点覆盖在一定的范围,整个范围按照一定要求能够满足监测的范围;传感网络是最主要的部分,它是将所有的节点信息通过固定的渠道进行收集,然后对这些节点信息进行一定的分析计算,将分析后的结果汇总到一个基站,最后通过卫星通信传输到指定的用户端,从而实现无线传感的要求。
构成传感器节点的单元分别为:数据采集单元、数据传输单元、数据处理单元以及能量供应单元。
(1) 数据采集单元,通常都是采集监测区域内的信息并加以转换,比如温湿度、光照度等;
(2) 数据传输单元则主要以无线通信和交流信息以及发送接收那些采集进来的数据信息为主;
(3) 数据处理单元通常处理的是全部节点的路由协议和管理任务以及定位装置等;能量供应单元为缩减传感器节点占据的面积,会选择微型电池的构成形式。
2、RFID技术
射频识别(Radio Frequency Identification, RFID),是一种利用无线电波进行信息交换与存储的技术,通过无线射频来对电子标签进行读写,以达到自动识别目标以及信息交换目的。
RFID系统通常由读写器、电子标签与数据管理系统组成,其工作原理一般是由读写器在一定范围内发送无线电射频信号,当电子标签接收到读写器所发射的无线电信号时,就会利用感应电流所获得的能量(无源RFID),或者主动发送无线电信号(有源RFID)将标签芯片内所存储的产品信息发送出去,读写器接收到电子标签所发射的信息并解码后,再将这些数据信息反馈至数据管理系统进行数据处理。
RFID系统主要由标签、阅读器和天线三部分组成。一般由阅读器收集到的数据信息传送到后台系统进行处理。
(1)标签:标签由耦合元件及芯片组成,每个电子标签都具有唯一的电子编码,附着在物体上标识目标对象;每个标签都有一个全球唯一的ID号码——UID(用户身份z明),其在制作标签芯片时存放在ROM中,无法修改,其对物联网的发展有着很重要的影响。
(2)阅读器:阅读器是读取或写入标签信息的设备,可设计为手持式或固定式等多种工作方式。对标签进行识别、读取和写入 *** 作,一般情况下会将收集到的数据信息传送到后台系统,由后台系统处理数据信息。
(3)天线:天线是用来在标签和阅读器之间传递射频信号。射频电路中的天线是联系阅读器和电子标签的桥梁,阅读器发送的射频信号能量,通过天线以电磁波的形式辐射到空间,当电子标签的天线进入该空间时,接收电磁波能量,但只能接收其很小的一部分。
3、嵌入式系统技术
嵌入式系统一般是用户针对特殊需求而定制的,能够被内部计算机控制的设备或系统。嵌入式系统往往结合了计算机技术、通信技术以及自动化技术,使得传统的机电产品智能化,并具有故障诊断、自动报警以及信息传输和远程控制等多种功能,用以实现产品使用与管理的信息化、智能化。
由于嵌入式系统体积小、功能强且成本较低等,使其广泛应用于智能家居、车联网等领域。嵌入式系统的核心由一个或多个微处理器或微控制器组成,这些微处理器或微控制器经过预编程以执行一些任务。嵌入式系统上的软件通常是暂时不变的。嵌入式系统需要与应用紧密结合的,它具有很强的专用性,必须结合实际系统需求进行合理的裁减利用。用先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各行业的具体应用相结合的知识集成系统。
从应用角度可分为通用型嵌入式 *** 作系统和专用型嵌入式 *** 作系统。常见的通用型嵌入式 *** 作系统有Linux、VxWorks、Windows >      物联网随着技术的进步和应用场景的扩大逐渐为人们所喜爱和关注,对于普通人物联网也许是人们心中的“风口”但是对于业内人士来说只是技术发展的产物,物联网不是一个新名词,它在几十年前就已经存在了,在我2012年读这个专业时知道物联网术语的人数还不超87%,如今的物联网已经融入到了各行各业,从医疗到交通,从教育到电商物联网设备遍布各地。
      物联网涉及技术众多,传感器收集数据是第一个阶段。现如今,在个人随身携带的电子设备、在城市交通、在制造企业,甚至可以说在社会生活的很多角落,都有传感器分布其中。它们保持着工作的状态,源源不断地产生海量的即时数据。

       接下来是传输网络。超高速、低延时和可靠的基础设施网络,这是在“每毫秒都很重要”的应用场景中十分必要的数据传输工具。

       以及边缘计算的应用。边缘计算有三个特点:高效、实时、更安全。从概念上讲,边缘计算使数据处理尽可能接近源的地方,在设备或网络本身进行计算,而不是外部服务器或者中央数据中心。如此一来,边缘计算减少了潜在的带宽瓶颈,保证了数据反馈的实时性,目前也成为了与云计算不相上下的一项热门技术。

       然后融入到场景应用。当数据传输到位,大数据、云计算、人工智能等技术开始接入,最后的结果,是创造出各种各样符合需求的工具和功能,帮助各行各业的企业依据数据做出更快更好的决策。

       甚至还有人工智能。“万物互联”是第一步,而后终将迎来“万物智联”。除了数据处理与分析以外,我们期待通过“人工智能”让设备本身实现更有意义的相互交流,推动低时延应用更快、更精确、更可靠的成熟落地。可以想象,物联网带来的海量数据就随着这样一条复杂的产业链而不断往上攀登,推动着社会生活向好的方向发展变化。

       物联网技术的发展还是为了人们能够更好的生活,对于现在的物联网来说它有众多使用场景,比如:

在园区仓储物流管理的应用

园区内仓储物流有三个环节:行驶在园区内的载货卡车、中转仓库、生产车间的物流存储。为了能保证仓库及生产车间的存货保证在一个合理水平,供应链管理需要实时了解这三个地方的物料情况。在传统人工场景下,需要人工检测并补给物料,由于没有完善的定位系统,需要依赖人工去查找物料位置,因此经常出现物料补给紧张导致产线暂停的情况,大大降低了效率。但通过IoT技术,在物料箱上安装终端电子标签,可实时上报物料种类、及位置信息,这样可对园区仓储物流进行高效管理。

在智能装配的应用

通过IoT链路给生产线设备嵌入电子标签,可实时上传设备状态及定位信息,全面掌控设备健康信息,为企业预测性维护计划提供依据,提高了生产管理能力和效率,实现可视化生产;另外通过实时上传能耗数据,可动态掌握功耗情况,节能降耗。

在能源行业应用

通过IoT网关可将钻井平台的油压、油温等参数实时传递到中控室,确保钻井平台的实时监控,保证生产作业安全;露天矿通常处于偏远区域,矿坑深,面积大,通过对车辆的运营状态进行监控、对车辆进行定位及控制,同时上报矿坑斜坡参数,进行远程安全生产。

在智能社区应用

通过在小区水表、电表、气表安装终端模组,可实时读取信息并检测小区环境参数。模组通过接收基站信号,可将终端数据无线上传,做到智能抄表。另外,还可用于家电等智能控制、以及停车位的检测。

物联网技术给我们带来安全和便利也改变着我们的生活方式。


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