什么是窄带物联网,与物联网的区别是什么,主要用在哪些方面

什么是窄带物联网,与物联网的区别是什么,主要用在哪些方面,第1张

物联网(IoT)已经开始走入现实,到 2020 年,预计将有数十亿的服务和设备实现随时随地互联。智能家居、可穿戴设备、智慧城市、智慧医疗、智慧交通、智慧农业和智能仪表等等,各种新应用层出不穷,推动新业务模式飞速发展。

为了支持物联网的进一步发展,移动行业开发了新的无线接入技术,其中包括低功耗广域网(LPWAN)。这项技术能够更好地支持这些设备和其应用的特征和要求。

3GPP 在 2014 年开始推动一项标准化任务,窄带物联网(NB-IoT)是这项工作的成果。作为 3GPP 第 13 版标准的一个组成部分,窄带物联网技术规范的首个版本在 2016 年 6 月冻结并发布,旨在支持具有以下要求的类似应用:

– 优化在现有 LTE 空中接口之上的网络体系结构

– 更佳的部署灵活性

– 扩大的室内覆盖范围(与 GSM 相比 +20 dB)

– 支持数量庞大的双向通信设备(数据传输速率仅为几十 kbps)

– 低成本设备(单价低于 5 美元)

– 低功耗(电池使用寿命超过 10 年)

窄带物联网是一种新型无线接入技术,虽然与现有的 3GPP 设备不兼容,但是其继承了 LTE 的很多特征,例如频带、物理层基础、参数值定义和高层复用(NAS、RRC、RLC 和 MAC 过程)。但是,必须注意的是,因为其带宽减少到 180 kHz(加上防护频带为 200 kHz),所以需要创建与 LTE 不同的新物理信道和程序。

与其他物联网技术一样,此应用的终极目标就是更大的覆盖范围和更低的功耗。为了减少设备复杂性和成本,它不支持很多基础 LTE 功能,例如空间复用、载波聚合、演进的多媒体广播组播业务(eMBMS)和双连通性。也不支持高层服务,例如 IP 多媒体子系统(IMS)。

在现有 LTE 空中接口之上优化的网络体系结构

虽然窄带物联网与现有 3GPP 设备不兼容,但它仍然继承了很多 LTE 特征,例如物理层基础和高层体系结构。

唯一实现标准化的双工模式是频分双工(FDD);因此,上行链路和下行链路使用不同的频率。目前,窄带物联网没有时分双工(TDD)版本,而 3GPP 在短期内也没有计划定义该版本。

为了减少设备复杂性和成本,3GPP 制定了三个主要的设计决策。首先,窄带物联网遵照半双工设计,这样就无需使用昂贵的双工器滤波器来分离发射和接收链路;您可以使用开关代替。其次,不支持 MIMO,特别是空间多路复用技术,因此用户设备(UE)仅需要实施一个接收机链路。最后,非常重要的一点是,信道带宽仅为 180 kHz,这减少了整体平台成本。

总之,窄带物联网 NB IoT 是一项新兴的 3GPP 窄带无线技术,其优点是可以充分利用现有的蜂窝基础设施。这项新技术将促使物联网实现长足增长,在不同领域催生各类物联网应用。

窄带物联网设计挑战

窄带物联网设备和系统要求经过严格的测试,以确保高度的可靠性,避免意外故障。下列是窄带物联网面对的一些设计挑战:

物联网卡是由移动通信运营商提供的针对物联网、特别是M2M领域的SIM卡,满足智能硬件和物联网行业对设备联网的需求。相比手机等使用的现有SIM卡,由于卡号需求量大、工作环境苛刻、资费和管理要求独特,各移动通信运营商均推出了专门针对物联网市场的SIM卡,即物联网卡。1物理形态目前分为插拔式MP卡和贴片式MS卡两种。插拔式MP卡就是目前手机等普遍使用的SIM卡,贴片式MS卡则属于嵌入式SIM卡(eSIM)。具体分类和尺寸如下表:

MP卡(M2M Plug-In卡)包括普通级MP1卡和工业级MP2卡,根据不同等级采用普通芯片和普通卡基材料,或是采用能够适应特殊环境要求的特殊芯片、特殊卡基材料。外观和管脚定义与普通SIM卡相同。

MS卡(M2M SMD卡)则直接焊接在M2M模组上,以实现紧密牢固的物理连接和可靠的接口通信,物理特性、电气特性和传输协议方面与普通SIM卡相同,该种卡片在某些物理性能如附着力、抗振等方面更有优越表现。也分为普通级MS0卡和工业级MS1卡。

无论是MS还是MP卡,在工作环境(温湿度,振动,干扰等)、寿命(读写次数等)方面相比手机等使用的普通SIM卡均有优势。

2号段以中国三大运营商为例,为便于区分管理,使用了专用前缀以及普通和特别两种长度的卡号,具体如下:

3功能

针对物联网设备的应用场景和特点,分为带[流量+短信+语音]功能的13位号段卡,和带[流量+受限短信]功能的11位号段卡,具体如上表。

4资费

计费方式灵活,降低客户的总体成本,具体资费标准见各运营商官网上的介绍。此外,以中国移动为例,在整个计费环节新增测试期和沉默期,满足客户测试期需求,并为客户免费提供测试流量及短信。

5申请和使用

物联网卡一般不针对普通消费者开放,而是以实名方式批量销售给企业用户;同时,物联网卡有专用的APN(服务接入点)。正是由于物联网卡在流量资费方面一般有优势,所以网上出现了大量针对普通消费者兜售物联网卡的情况。

6服务和运营

国内三大运营商均提供了物联网卡管理平台,给企业用户分配专用帐号或开放API,提供如空中写卡、位置定位、流量管理等服务。

① 物联网需要学什么课程

大学四年多了去了。大一、大二和普通的计算机学生学的一样,只是专业概论不一样。大三会有专业课比如嵌入式、传感网、专业英语等很多的课

② 物联网工程需要学哪些课程

物联网工程需要学的课程:

物联网工程导论、嵌入式系统与单片机、无线传感器网络与RFID技术、物联网技术及应用、云计算与物联网、物联网安全、物联网体系结构及综合实训、信号与系统概论、现代传感器技术、数据结构、计算机组成原理、计算机网络、现代通信技术、 *** 作系统等课程以及多种选修课。

物联网专业是一门交叉学科,涉及计算机、通信技术、电子技术、测控技术等专业基础知识,以及管理学、软件开发等多方面知识。作为一个处于摸索阶段的新兴专业,各校都专门制定了物联网专业人才培养方案。



(2)物联网课程扩展阅读:

典型应用:

智能家居

目前智能家居才刚刚兴起,物联网10时代的核心将会是“技术”,国内绝大部分传统厂商比较缺乏的是软硬结合的开发实力。

因此在这一阶段,氦氪想做的是先用一整套高效快速的解决方案帮助厂商们打好地基。而在智能家居市场的地基初步打好后,物联网20时代的核心会转移到“服务”上,比如:

电商、音乐、社交方面的互联网服务;

数据运营中心,提供数据存储、挖掘、智能算法等服务,协助市场运营、了解用户偏好等;

智慧控制系统,包括AI、语音识别、手势交互等;

安全系统,提供通讯、数据存储安全安全保障;

视频云,提供大数据量的图像、以及图像识别服务;

这时,这类“服务”将会成为氦氪关注的重点。苏立挺告诉我,目前他们已经基本完成了物联网10阶段想做的事情,正在向市场推这套智能硬件解决方案,同时他们也开始进行了物联网20阶段的一些服务开发。

在采访过程中,苏立挺多次表达了这样一个观点:物联网发展的最终核心是云端技术的比拼 。也正因为此,氦氪在自己的云端服务上加重了对可拓展性、兼容性、以及自由度的打磨。

③ 物联网应用技术专业主修课程有哪些

大体上都差不多是这些课程吧:物联网产业与技术导论,C语言程序设计,Java程序设计,无线传感网络概论,TCP/IP网络与协议
,传感器技术概论,嵌入式系统技术,RFID技术概论,工业信息化及现场总线技术,M2M技术概论
,物联网软件、标准、与中间件技术

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④ 物联网应用技术学什么课程

物联网

学习课程:

物联网产业与技术导论:了解物联网之RFID、M2M、传感网、两化融合等技术与应用。

物联网工程概论:全面了解物联网基本知识、技术体系以及相关理论,对物联网关键技术进行学习,如RFID技术、传感器技术、无线传感器网络技术、M2M技术等。同时应对与物联网密切相关的云计算、大数据、智能技术、安全技术也进行深入学习。

C语言程序设计:物联网涉及底层编程,C语言为必修课,同时需要了解OSGi,OPC,Silverlight等技术标准。

Java程序设计:Java技术建议重点学习和掌握。物联网应用层,服务器端集成技术, 也建议了解和学习。

单片机原理及应用:物联网的底层单片机及其相关应用技术,包括控制、多媒体等。建议重点学习。

无线传感网络概论:学习各种无线RF通讯技术与标准,Zigbee, 蓝牙, WiFi等等。

移动通信技术:学习目前主流移动通信技术标准的工作原理、网络架构、网元功能、业务流程等,例如LTE,5G等等。

蜂窝物联网技术:学习当前主流蜂窝物联网技术的工作原理和应用,例如NB-IoT,LoRa,Sigfox等等。建议重点学习。

TCP/IP网络与协议:TCP/IP以及OSI网络分层协议标准是所有有线和无线网络协议的基础,Socket编程技术也是基础技能。

嵌入式系统技术:嵌入式系统是物联网感知层和通讯层的重要技术。

传感器技术概论:物联网专业学生需要对传感器技术与发展,尤其是在应用中如何选用有所了解,但不一定需要了解传感器的设计与生产,对相关的材料科学,生物技术等有深入了解。

RFID技术概论:RFID作为物联网的主要技术之一,需要了解。

工业信息化及现场总线技术:工业信息化也是物联网主要应用领域,需要了解。

⑤ 物联网学些什么

物联网专业是一门来交源叉学科,涉及计算机、通信技术、电子技术、测控技术等专业基础知识,以及管理学、软件开发等多方面知识。作为一个处于摸索阶段的新兴专业,各校都专门制定了物联网专业人才培养方案,每个学校的课程不一样,但学习的范围差不多,学生需要学习包括计算机系列课程、信息与通信工程、模拟电子技术、物联网技术及应用、物联网安全技术等几十门课程,同时还要打牢坚实的数学和物理基础。另外,优秀的外语能力也是必备条件,因为目前物联网的研发、应用主要集中在欧美等国家,学生需要阅读外文资料和应对国际交流。网站域名选top。

⑥ 物联网应用技术应该要学习哪些课程

物联网产业与技术导论、C语言程序设计、Java程序设计、版无线传感网络概论、 TCP/IP网络与协议、嵌入式系权统、传感器技术概论、RFID技术概、工业信息化及现场总线技术 、M2M技术概论、物联网软件、标准、与中间件技术

⑦ 物联网课程包括哪些

物联网专业是一门交叉学科,涉及计算机、通信技术、电子技术、测控技术等专业基础知识,以及管理学、软件开发等多方面知识。在课程方面创客学院开设:计算机信息技术、程序设计语言C、数据库技术、模拟电子技术、数字逻辑与系统、HDL及系统设计、数字信号处理、无线传感器网络技术及应用、数据融合理论与技术等。信息与通信工程、电子科学技术、计算机科学与技术。

⑧ 物联网专业的主要学习内容是什么

这些课都与你的专业密切相关,但是物联网专业面很宽,其相关技术主要集中在通回信网络、计算机答和自动控制这三个大专业中。常人学好一个专业就很不容易,你需要学好三个专业的内容,这当然很难。因此,你感到无所适从也很正常。你想要有所突破,记得做好两件事:一是抽空参加思科或者微软的认证考试,增强通信网络或者计算机方面的实践能力,二是积极参加实践性课程或者课外实践活动,做一些简单的传感测控系统,通过实践理解自动控制原理。从具体应用的角度就比较容易理解啥是物联网。

⑨ 物联网专业需要学习什么课程

课程1、物联网产业与技术导论
使用电子工业出版社《物联网:技术、应用、标准和商业模式》等等教材。
在学完高等数学,物理,化学,通信原理,数字电路,计算机原理,程序设计原理等课程后开设本课程,全面了解物联网之RFID、M2M、传感网、两化融合等技术与应用。
课程2、C语言程序设计
使用清华大学出版社《C语言程序设计》等教材。
物联网涉及底层编程,C语言为必修课,同时需要了解OSGi,OPC,Silverlight等技术标准。
课程3、Java程序设计
,使用
机械工业出版社《Java语言程序设计教程》等教材。
物联网应用层,服务器端集成技术,开放Java技术也是必修课,同时需要了解Eclipse,SWT,
Flash,
HTML5,SaaS等技术。
课程4、无线传感网络概论,使用
无线龙通讯科技出版社《现代无线传感器网络概论》、北京航空航天大学出版社《短距离无线通讯入门与实战》等教材。
学习各种无线RF通讯技术与标准,Zigbee,
蓝牙,WiFi,GPRS,CDMA,3G,4G,5G等等

课程5、
TCP/IP网络与协议
,《TCP/IP网络与协议》,清华大学出版社,等教材。
TCP/IP以及OSI网络分层协议标准是所有有线和无线网络协议的基础,Socket编程技术也是基础技能,为必修课。
课程6、嵌入式系统技,
《嵌入式系统技术教程》,人民邮电出版社等教材。
嵌入式系统(包括TinyOS等IoT系统),是物联网感知层和通讯层重要技术,
为必修课。
课程7、传感器技术概论,
《传感器技术》,中国计量出版社,等教材。
物联网专业学生需要对传感器技术与发展,尤其是在应用中如何选用有所了解,但不一定需要了解传感器的设计与生产,对相关的材料科学,生物技术等有深入了解。
课程8、RFID技术概论,《射频识别(RFID)技术原理与应用》,机械工业出版社,等教材。
RFID作为物联网主要技术之一,需要了解,它本身(与智能卡技术融合)可以是一个细分专业或行业,也可以是研究生专业选题方向。
课程9、工业信息化及现场总线技术,《现场总线技术及应用教程》,机械工业出版社,等教材。
工业信息化也是物联网主要应用领域,需要了解,它本身也可以是一个细分专业或行业,也可作为研究生专业选题方向。
课程10、M2M技术概论

《M2M:
The
Wireless
Revolution》,TSTC
Publishing,等教材。
本书是美国“Texas
State
Techinical
College”推出的M2M专业教材,在美国首次提出了M2M专业教学大纲,M2M也是物联网主要领域,需要了解,建议直接用英文授课。
课程11、物联网软件、标准、与中间件技术
,《中间件技术原理与应用》,清华大学出版社,《物联网:技术、应用、标准和商业模式》,电子工业出版社,等教材。
物联网产业发展的关键在于应用,软件是灵魂,中间件是产业化的基石,需要学习和了解,尤其是对毕业后有志于物联网技术发展的学生[4]。

⑩ 物联网专业学习哪些课程

物联网产业与技术导论 C语言程序设计 、Java程序设计 无线传感网络概论 TCP/IP网络与协议 嵌入式系统技 传感器技术概论 RFID技术概论 工业信息化及现场总线技术 M2M技术概论 物联网软件、标准、与中间件技术

物联网技术人才目前是市场急缺的高新技术行业,物联网涉及范围小到个人智能生活达到国防工业等各个方面,需要大批量的技术人员岗位,就业发展和薪资待遇都是非常不错的行业。目前我国物联网行业处于起步高速发展的时代,人才需求量较大、行业发展前景广阔,是选择学习的热门专业。

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 *** 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。
飞利浦数字加速项目主管Alberto Prado指出,设备和系统的互 *** 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。


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