通俗地讲,物联网就是“物物相连的互联网”,它包含两层含义:
第一,物联网是互联网的延伸和扩展,其核心和基础仍然是互联网;
第二,物联网的用户端不仅包括人,还包括物品,物联网实现了人与物品及物品之间信息的交换和通信。
物联网作为新一代信息技术的高度集成和综合运用,具有渗透性强、带动作用大、综合效益好的特点,是继计算机、互联网、移动通信网之后信息产业发展的又一推动者。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。有的,中国发布了30多个涉及设计物联网技术的相关标准,里面有的内容就涉及到工业领域,具体到工业的某个方面,像是传感器、制造过程等等都有规范,也有很多品牌如RS PRO都在紧跟工业物联网的发展。01
物联网标准
传感器、软件、网络的迅速发展,这也就使得我们对于传感网产业的发展得到了快速的发展,物联网标准里面,使得我们的生活中将无处不在的末端设备和设施,使得我们的生活逐渐的智能化。
物联网
物联网是国际上的称谓,在我们国家,它是传感器的代名词。物联网的最终目的是将我们生活中的物品和网络连接起来,使得我们的生活更加的便捷、高效。
物联网标准和平台合作标准中,首先就是要求我们的物联网平台具备良好的稳定性,在选择上,我们就需要让他们拿出他们的稳定性检测报告,没有稳定性,我们的投入就有可能打水漂,这是重点。
04接着我们就要看平台的可扩展性和灵活性了,可扩展性指的是平台小的时候,我们可以使用这个平台,平台大了,我们同样可以使用。灵活性指的是能够适应快速变化的技术、协议及功能,平台可以与多个外部的重要技术、系统集成和合作。
05 接着我们就要看平台的安全预防报告以及平台是否能够提供具体的上市时间,上市的时候,平台可以提高什么样的技术支持。
最后就是看平台是否能够提供给我们定价模式和提高之前的业务案例。
本文分享自华为云社区《一文带你了解NB-IoT标准演进与产业发展》,作者:万万万。
我们都知道,物联网的场景和手机、电脑在使用的传统互联网是不太一样的。那么,就无线通信场景而言,物联网有什么样的特点呢?首先,感知层的物联网设备在进行数据收发的时候,那些数据包是比较小的,并且收发的频率也是比较低的,有的时候每天只需要发送不到十个数据。其次,为了提高物联网设备的使用寿命,这些设备对能源的消耗是比较小的,所以这也要求设备在通信的时候功耗也是要比较低的。
总结起来,就是无源、小包、偶发的通信需求。基于这样的场景需求,就要求通信网络必须要是功耗低,覆盖广的,也就是LowPowerWideArea的场景。
在LPWA场景当中,当下最热门的一项技术莫过于NB-IoT通信技术。它被广泛使用于现如今的公共事业、城市管理当中,所以了解NB-IoT的技术细节以及解决方案对学习物联网就显得很重要了。
本文将带大家详细了解NB-IoT标准演进与产业发展。
NB-IoT技术标准最早是由华为和沃达丰主导提出来的,之后又吸引了高通和爱立信等一些厂家。从一开始的NB-M2M经过不断的演进和研究,在2015年的时候演进为NB-IoT,在2016的时候,NB-IoT的标准就正式被冻结了。当然,NB-IoT的标准依然在持续的演进当中,在17年的R14当中就新增了许多特性,到了R14版本,NB-IoT具有了更高的速率,同时也支持站点定位和多播业务了。在2020年7月9日最新召开的会议上,NB-IoT这项技术已经被正式接纳为5G的一部分了。
这一事件对于NB-IoT来说有一个什么样的好处呢?当NB-IoT这项技术被归为5G的标准之后,也就是说,即使是通过NB-IoT接入网络的物联网设备,最终也可以连接5G核心网,享受5G的边缘计算、网络切片等一些服务。所以,这一事件对于NB-IoT来说是非常非常重要的。但是由于现阶段的NB-IoT并不支持接入5G网络,所以该技术在后续仍需要经过不断的演化和技术的演进才能进入5G网络当中。
图1全球运营商LPWA技术选择分布
从上图可知,全球大多数的运营商在进行LPWA技术选择的时候都是先选择去部署一张NB-IoT的网络,之后再去部署一张eMTC的网络。其原因在于运营商都是倾向于先去部署一张他们本来没有的网络,因为之前没有像NB-IoT这样的网络去支持低功耗广域网的场景,并且也从来没有专门为了设备去设计一张网络供物联网终端设备来使用。
之前所使用的运营商网络其实都是给人来使用的,为了方便人们的通信,所拥有的语音通信以及越来越高的传输速率等等。但是NB-IoT不一样,这张网络速率是非常慢的,人类去使用的话体验肯定是非常差的,但是这张网络对于底层的设备来说是非常合适的。原因之一是因为覆盖范围非常广,另一个原因是能耗低,速率低等。至于eMTC这张网络,它的速率相对于NB-IoT是要高的,并且还支持语音通信,所以它与用户现在正在使用的2G网络是比较相近的。所以在2G网络退网之后,运营商就可以选择使用eMTC去代替2G网络来进行使用,这就是大部分运营商选择先部署NB-IoT网络再部署eMTC网络的原因。
对于运营商来说,除了有选择技术的问题之外,另一个就是频谱选择的问题,因为这是一个避不开的问题。如果要满足低功率广域网的场景的话,网络的频段要够低,因为它既要满足广覆盖,还要满足网络的穿透性。大部分感知层的物联网设备,像气表、水表等,它们是被放在厨房的柜子里的,相当于是被层层遮蔽的,如果网络穿透力不够的话是没有办法跟设备进行连接的。
图2全球运营商NB-IoT频谱选择
同时,频段越低穿透性越强,频段越高穿透性越弱。所以由图2可以看到,对于运营商来讲,他们相当于把最合适的一部分频段都拿出来了。所以大部分的运营商都是在700到900M这一部分也就是SubG频段来进行部署。当然,也有少数的部分像中国联通他有一部分是放在1800M。所以在上文中提到的,NB-IoT网络主要是部署在SubG频段的,而不是说全部都是在SubG频段原因就在于此。
另外,由于NB-IoT的网络是基于4GLTE的网络的。所以运营商会在4G的基站中选择一部分基站去做软件升级来作为NB-IoT的基站。但是中国联通不一样,因为中国联通的4G基站就是基于3G基站升级得到的。所以就相当于它可以直接使用3G1800MHz的基站升级得到NB-IoT的基站,所以联通经过基站平滑升级之后,就直接在1800M使用NB-IoT网络,节省了很大的成本。这也就是为什么中国联通可以在1800MHz部署NB-IoT网络。
除了网络技术,基站和频段之外,如果想要使用这个网络也得有支持设备与基站连接的芯片。所以华为早在R13就推出了Boudica120芯片,由于它推出的比较早,所以芯片的功能并不是特别强,只支持SubG频段,并且也不支持移动性这些在R14才演进的特性。所以基于R14的一些新特性,华为又推出了Boudica150芯片来满足新特性的使用。
图3NB-IoT产业生态
图3为NB-IoT技术的应用情况,其实NB-IoT所涉及的领域是比较多的。像水表、气表、路灯、智能停车等等应用当中都有涉及。
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