IoT无线通讯技术

IoT无线通讯技术,第1张

Wi-Fi最大的优点是连接快速持久稳定,它是解决IoT设备端连接的首选方案,唯一需要考虑的是智能设备对于Wi-Fi的覆盖范围的依赖导致智能设备的活动范围比较小,缺点是不适合随身携带或户外场景

1、3765C考勤机是一款典型的通过Wi-Fi与云平台连接通讯设备,但是手机与其连接借助的是Bluetooth通讯

蓝牙最大的优点是不依赖于外部网络,便携,低功耗,只要有手机和相应的智能设备,就能够保持稳定的连接,走到哪连到哪,所以大部分运动的智能设备和户外使用的设备都会优先考虑Bluetooth。它的主要不足有:
1不能直接连接云端
2传输速度比较慢,只能用于数据量较小的传输
3组网能力比较弱(距离近(大概10米)、蓝牙的组网一个central只能连接7个外设)

13650签到机采用的蓝牙通讯:校验设备、设置各种参数,签到机的发现采用的Beacon协议(而Beacon协议也是蓝牙协议的扩展):智能手环与手机之间的通讯是蓝牙通讯

Wi-Fi的不足是智能设备移动范围小,蓝牙的短板是设备不能直接连云端和组网能力弱。而WWAN既可以移动,也可以随时联网,看上去好像完全弥补了Wi-Fi和Bluetooth的不足,实际上它也两个主要的短板
1在使用的过程中可能会产生比较高的费用
2网络状况不稳定,常常遇到无网或弱网的环境

智能设备车载Wi-Fi

前面介绍了主流的三种无线技术占到了所有IoT使用场景的95% ,剩下的是一些特殊场景用到的无线技术选型

ZigBee,也称紫蜂,是一种低速短距离传输的无线网上协议,底层是采用IEEE 802154标准规范的媒体访问层与物理层。主要特色有低速、低耗电、低成本、支持大量网上节点、支持多种网上拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全
例如在全屋智能场景中,家中已存在大量IoT设备,如果使用Wi-Fi方案,每个设备配网会非常麻烦,并且Wi-Fi每次做移动,修改密码,智能设备都要一一作出调整。如果使用蓝牙方案,以目前BLE42标准,蓝牙的组网一个central连接7个外设,但是蓝牙的组网能力弱也满足不了需求,所以在全屋智能场景中,经常会使用ZigBee+Wi-Fi的二合一网关。ZigBee和蓝牙一样都是近距离低功耗的通讯技术,但他对比蓝牙有个最大的优势就是强大的组网能力,在全屋智能场景中,IoT设备多达十几个,蓝牙的配网模式满足不了需求,所以一般会使用搭配ZigBee和Wi-Fi的二合一网关,通过ZigBee连接IoT设备,通过Wi-Fi将数据同步到云端

智能家居场景

智能家居的通信一般使用Wi-Fi,蓝牙,Zigbee。而我们的手机,平板可以通过蓝牙和Wi-Fi接入进行数传通信。电脑可以通过Wi-Fi
此方案中,蓝牙和Wifi都可以作为设备的接入点,即使身边没有专业的Zigbee控制器,也可以通过蓝牙,Wifi这些常用的设备接入,最终通过串口控制另一个可接入模块和Zigbee的主设备

例如飞行器的使用场景,飞行器一般都在没有Wi-Fi的环境使用,所以Wi-Fi不满足,飞行器常常有较远的飞行距离,所以Bluetooth和ZigBee不满足,另外飞行器常常在海边、山上等GPRS无线信号或者弱网的环境使用,所以WWAN也不合适,从上述来看单一的无线通讯模块都不能很好的解决飞行器的通讯需求,所以飞行器需要用的是多种无线模块的组合使用,通过Bluetooth让遥控器和手机连接,通过Sub1GHZ处理长距离时飞行器和遥控器之间的通讯,通过其他波长处理中距离或短距离飞行中的数据通信,这种组合技能满足手机 *** 控,又能在中距离有高质量的图像数据,在远距离还能继续控制

NB-IoT,Narrow BandInternet of Things,窄带物联网,是一种专为“万物互联”打造的蜂窝网络连接技术,万物互联网络的一个重要分支。顾名思义,NB-IoT 所占用的带宽很窄,只需约 180KHz,而且使用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,并且能够直接部署在GSM、UMTS 或 LTE 网络,即2/3/4G的网络上,实现现有网络的复用,降低部署成本,实现平滑升级
移动网络作为全球覆盖范围最大的网络,其接入能力可谓得天独厚,基于蜂窝网络的 NB-IoT 连接技术的前景更加被看好,已经逐渐作为开启万物互联时代的钥匙,而被商用到物联网行业中

2014年,华为与沃达丰共同提出 NB-M2M

2015年5月,华为和高通共同宣布了一种融合的解决方案,即上行采用 FDMA 多址方式,下行采用 OFDM 多址方式,命名为 NB-CIoT(Narrow Band Cellular IoT)

2015年8月10日,在 GERAN SI阶段最后一次会议,爱立信联合几家公司提出了 NB-LTE(Narrow Band LTE)的概念

2015年9月,3GPP在2015年9月的 RAN 全会达成一致,NB-CIoT 和 NB-LTE 两个技术方案进行融合形成了 NB-IoT WID。NB-CIoT 演进到了 NB-IoT(Narrow Band IoT),确立 NB-IoT 为窄带蜂窝物联网的唯一标准

2016年4月,伦敦 M2M 大会上华为宣布与沃达丰成立 NB-IoT 开放实验室

2016年4月,NB-IoT 物理层标准在 3GPP R13 冻结

2016年6月,NB-IoT核心标准正式在3GPP R13冻结

2017年一季度,根据《国家新一代信息技术产业规划》,把 NB-IoT 网络定为信息通信业“十三五”的重点工程之一

2017年4月1日,海尔、中国电信、华为三方签署战略合作协议,共同研发基于新一代 NB-loT 技术的物联网智慧生活方案

2017年4月25日,全球移动通信设备供应商协会发布数据,目前全球仅有4张 NB-IoT 商用网络。但同时又指出,至少有13个国家的18家运营商规划部署或正在测试40张 NB-IoT 网络

2017年5月,软银与爱立信合作,将在日本全面部署 Cat-M1 和 NB-IoT 网络,以期率先在日本国内推出商用蜂窝物联网业务

2017年5月,中国联通上海宣布5月底完成上海市 NB-IoT 商用部署。上海联通在2016年上半年,建设了全球首个 pre NB-IoT 大规模连续覆盖区域—上海国际旅游度假区,并携手华为共同发布 NB-IoT 技术的智能停车解决方案

2017年5月,华为 NB-IoT 芯片 Boudica 120在6月底大规模发货

从2018年开始全面推进国家范围内的 NB-IoT 商用部署。其实在我们生活当中已经推行了很长一段时间了。试用商反馈也是一片良好,垂直使用场景也是数不胜数

NB-IoT目前的应用

综上所述,NB-IoT 就像一个可以保障 5G 大范围完美落地的安全气垫。建设基于 NB-IoT 技术的物联网垂直行业应用将趋于更加简单,分工更加明晰。在 5G 大家庭里,它是一个温润如水的大哥。有山的背膀和水的包容力。是 5G 家里稳定又踏实的“经济适用男”。是家里第一个冲向前线的人,并且为了实现家庭的大目标尽可能完善自己。飞速发展的 5G 时代里,它是勇攀高峰的保险绳

对前面无线通讯技术的做个总结,优缺点以及适用于哪些领域一目了然

对于未来的Bluetooth50以及NB-IoT都是需要我们密切关注的技术,Bluetooth50相比42,在组网和传输距离上有了很大的提升,连接范围扩大了4倍,速度提高了2倍,无连接数据广播能力提高了8倍,Bluetooth50对于ZigBee的冲击影响可想而知
而NB-IoT目前的提出就是针对IoT的使用场景,其中最大的特色是覆盖面广,价格便宜。NB-IoT现在联盟的力量很强大,大部分芯片商,通讯商,电信运营商都参与其中,都在积极的推进NB-IoT的公共网络建设,未来潜力非常值得关注

IoT技术选型及模型设计的思考

什么是NB-IoT

(1)一点接入全网服务:面向安徽客户跨域运营,“一点拿卡、一点计费、一站式服务”。(2)强大的自管理平台:实时监控终端的在线时长、通信故障、定位、流量等信息。(3)专网专用安全可控:实现物联网与大众用户的网络分离,提供可靠稳定的网络。(4)OTA空中写号技术:通过OTA平台,空中烧号实现“机卡一体”,采用电子卡方式,具有耐高温、抗氧化、抗干扰、防水、防震、防尘等性能。(5)灵活的计费方式:除提供按流量和时长计费的方式外,还提供按流量池、长周期计费、分时段等多种计费方式。关注中国电信贵州客服公众号可一键办理话费查询充值,流量、积分、账单、详单等,方便快捷。
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包含五大部分:
1、环境监测系统
通过物联网连接传感器对大棚内部空气温湿度、二氧化碳溶度、光照强度、土壤温湿度、土壤EC值、土壤酸碱度、土壤养分含量等进行实时采集,并上传到蜂窝智慧云平台,用户可以通过手机端小程序或PC端大数据平台进行实时查看,出现异常及时报警。
2、设备控制系统
利用蜂窝物联智能控制系统和温室内部的风机、水帘、遮阳电机、卷膜电机、卷被电机、加温电机、电磁阀门、水泵、水肥一体机等设备连接,通过蜂窝智慧云平台能够实现对这些设备的远程控制,根据传感器采集参数变化与作物生长最佳参数对比实时调控或自动控制温控系统、灌溉系统等。
3、水肥一体化设备
建立水肥一体化设备配合内部滴灌/喷灌管道,根据传感器采集的土壤湿度、土壤EC值、土壤养分、空气湿度等参数,实现对作物的精准施肥和灌溉,节约水肥,降低能源损耗。
4、可视化管理系统:
在大棚安装海康星光级高清摄像机实现对农场进行监控,通过蜂窝智慧云平台可以实现对农场的进行24小时在线监管,同时有利于管理人员是实现在办公室就可以远程对现场的人员、物资、作物进行管理,提高管理效率。
5、智慧农业大数据中心:
在办公室树立大型LED拼接屏幕,用来实时展现农场的实时状况,有利于多部门协作管理农场,提高办事管理效率。

基于蜂窝的窄带物联网(NarrowBandInternetofThings,NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支。窄带物联网构建于蜂窝网络,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。窄带物联网的优势:窄带物联网是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(LPWA)。窄带物联网支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说窄带物联网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。现在类似的物联网平台如:电子人物联网等。

物联网是指物物相连的互联网。还有另外一种说法就是:万物互联。涵盖Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、2G/4G/5G、NB-IoT、 LoRa

 NB-IoT窄带蜂窝物联网

针对2G/4G/5G的缺点,一种新的技术诞生了,NB-IoT 窄带物联网,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。

互联网

通过在物体上植入各种微型感应芯片、借助无线通信网络,与互联网相连接,可以让物体自己"说话",不仅人可以与物体"对话",物体与物体之间也能"交流"。

物联网中低功耗广域网最具有发展力的就是NB-IoT技术和LoRa技术了
第一,频段、服务质量和成本。LoRa工作在1Ghz以下的非授权频段,在应用时不需要额外付费,NB-IoT和蜂窝通信使用1GHz以下的频段是授权的,是需要收费的。
第二,电池寿命。关于电池寿命方面有两个重要的因素要考虑,节点的电流消耗以及协议内容。LoRa是一种异步的基于ALOHA的协议,也就是说节点可以根据具体应用场景需求进行或长或短的睡眠;而蜂窝等同步协议的节点必须定期地联网,这样就额外的消耗了电池的电量。
第三,网络覆盖和部署时间表。NB-IoT标准在2016年公布,除网络部署之外,相应的商业化和产业链的建立还需要更长的时间和努力去探索。LoRa的整个产业链相对已经较为成熟了,产品也处于“蓄势待发”的状态,同时全球很多国家正在进行或者已经完成了全国性的网络部署。
第四,设备成本。对终端节点来说,LoRa协议比NB-IoT更简单,更容易开发并且对于微处理器的适用和兼容性更好。同时低成本、技术相对成熟的LoRa模块已经可以在市场上找到了,并且升级版还会接踵而至。
可以去塔石了解一下,他们lora和nb-iot两种技术都有用到

非常好。
物联网卡是正规的,只是购买物联网卡没有经过正规的渠道购买,没有真正了解物联网卡而导致的。所以物联网卡是不是正规,主要在于供应商的选择及具体的用途。蜂窝物联的卡信号很稳定,流量多服务好。
北纬蜂巢物联是北纬通信旗下的虚拟运营商品牌,致力于为企业打造便捷的云通讯平台。蜂巢物联卡是日海北纬推出的物联网卡,支持2/3/4G数据通讯、短信和语音功能。

无线局域网:小型的个人的 比如蓝牙连接、NFC、红外线传输了 自家宽带wifi 手机热点范围比较小
无线城域网:WLAN 企业的、商场的等等 范围比较大 WIMAX是海外应用比较多 中国是wlan
无线广域网: 各个运营商2345G主要采用蜂窝技术,还有NB-IOT (物联网) eMTC eMBB等等


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