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

LTE-M,即LTE-Machine-to-Machine,是基于LTE演进的物联网技术,在R12中叫Low-Cost MTC,在R13中被称为LTE enhanced MTC (eMTC),旨在基于现有的LTE载波满足物联网设备需求。
NB-IoT
2015年8月,3GPP RAN开始立项研究窄带无线接入全新的空口技术,称为Clean Slate CIoT,这一Clean Slate方案覆盖了NB-CIoT。
NB-CIoT是由华为、高通和Neul联合提出,NB-LTE是由爱立信、诺基亚等厂家提出。
NB-CIoT提出了全新的空口技术,相对来说在现有LTE网络上改动较大,但NB-CIoT是提出的6大Clean
Slate技术中,唯一一个满足在TSG GERAN
#67会议中提出的5大目标(提升室内覆盖性能、支持大规模设备连接、减小设备复杂性、减小功耗和时延)的蜂窝物联网技术,特别是NB-CIoT的通信模块成本低于GSM模块和NB-LTE模块。
NB-LTE更倾向于与现有LTE兼容,其主要优势在于容易部署。
最终,在2015年9月的RAN #69会议上经过激烈撕逼后协商统一,NB-IoT可认为是NB-CIoT和NB-LTE的融合。

物联卡,是运营商为物流网服务企业提供的用于智能终端设备联网的,仅面对企业用户进行批量销售,广泛用于共享单车、移动支付、智能城市、自动售卖机等领域,不面向个人用户。

由于物联卡与普通手机SIM卡十分相似,市场上出现了真假难辨的“流量卡”。“无需实名认证”的特殊性,更让物联卡成为网络诈骗新工具。

扩展资料:

物联卡的用途:

物联卡作为物联网技术的核心,被广泛应用于智慧城市、自动售卖机、移动支付、智慧垃圾分类等需要无线联网的智能终端设备。

物联卡的运营需要通过统一的网络,一般运营商在将物联卡发售给企业法人后,为每个企业开通一个“流量池”,企业所拥有的物联卡在使用过程中消耗的是“流量池”中的流量。

运营商可以通过后台管理、控制,甚至定位物联卡。一旦“流量池”中的流量耗尽,而企业又没有及时续费,那么运营商就会通过后台管理使物联卡无法联网。

从外观上看,物联卡和普通的手机SIM卡没有差别。在功能上,两者均可以实现无线联网、收发短信息等功能。但物联卡无法进行语音通话。

参考资料来源:百度百科-物联卡

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。

LTE eMTC

基于LTE演进的物联网接入技术,与NB-IoT一样使用的是授权频谱,覆盖增强(15dB),支持高速移动可靠性和拥塞控制,支持独立定位。较NB-IoT而言,eMTC在时延和吞吐量有较大优势。

LoRa

LoRa是由Semtech公司研发的低功耗广域 网无线通信技术,LoRa联盟成立于2015年3月,目前拥有超过290多家成员。包括运营商、系统、软件、芯片、模组、云服务、应用厂商,构成完整的生态系统。

LoRa产业链成熟比NB-IoT早,针对物联网快速发展的业务需求和技术空窗期,部分运营商选择部署LoRa,作为蜂窝物联网的补充,如Orange, SKT, KPN, Swisscom等。

Sigfox

Sigfox兴起于法国的Sigfox公司以超窄带(UNB,Ultra Narrow Band)技术建设物联网设备专用的无线网络。Sigfox公司目标成为全球物联网运营商,通过自建及与运营商等各方合作式部署网络,向客户提供物体联网、API接口、云计算Web服务,客户可通过每台设备每年约1美元打包价购买服务。Sigfox相对封闭,生态系统构建相对缓慢。Sigfox向芯片制造商免费提供技术,鼓励芯片厂家在其产品中集成Sigfox技术。TI、Intel、Atmel、SiliconLab等公司均生产支持Sigfox技术的各种芯片。Sigfox网络已覆盖法国、西班牙全全境,美国、荷兰和英国部分城市。

四大技术对比

在劳动力成本、资源成本、管理成本的提高,传统的人工管理种植一直制约着芦柑产业的发展。随着智能应用的发展,物联网将把这个领域推向新的高度。如何将物联网技术应用到芦柑生产种植中,赋能永春芦柑产业“新机遇”,一直困扰着芦柑种植户?

永春聚富芦柑作为永春最大的芦柑生产销售企业,勇于创新,决定将物联网技术应用到芦柑种植产业!聚富芦柑联合福建蜂窝物联网科技有限公司针对聚富芦柑的永春县岵山镇南石村1000亩的芦柑基地进行物联网应用示范基地,打造成为福建省现代农业产业园示范基地,项目已经成功建成使用。

福建蜂窝物联网科技有限公司深入了解永春聚富芦柑产业存在的问题,现场勘察,为聚富芦柑庄园建立了“四个系统一个平台一个中心”:芦柑生长环境在线监测系统、无线灌溉系统、可视化管理系统、绿色虫控系统、数字农业云平台、大数据管理中心。根据芦柑生长特点,创新采用无线传输模式和太阳能供电系统,降低整个农场的网络和电源布线,有利用后期维护和农场机械化生产,进一步提高工作效率。

国际物联网论坛主席 塞巴斯蒂安·齐格勒

论坛主持人

腾讯智慧零售 商务负责人母小海

当我们在讨论数字经济、智慧城市、智能经济等诸多相对较为宏观的话题时,我们无法忽略的是一个更接地气的命题,那就是“我们的消费能够多聪明”?

9月7日,在2019世界数字经济大会暨第九届中国智慧城市与智能经济博览会期间,国际消费物联网发展论坛同步举行。腾讯、中电海康、华为、荣事达等企业分别展示了各自在消费物联网的前沿技术、创新模式和实施方案,来自国内外物联网行业的院士、专家、政府领导及企业代表,也共同探讨了我国消费物联网发展现状与趋势。

腾讯传统零售正在被重新建构

近五年里,零售行业以肉眼可见的速度进行着剧烈的变革。

在腾讯智慧零售商务负责人母小海眼中,传统零售的“人货场”理论被颠覆——“人”发展为新的销售“场”,直接完成交易转化;“场”的疆域被重新定义,零售场景全时全域;“货”成为信息的载体,反向重构供应链。

“以前我们到一个商店里买东西,只能在营业的时间买,而且必须到店才能买。可现在我们去买东西,大概率会加导购的微信,他会发布一些新产品的信息,我们有什么服务也可以微信找他。相当于店从商场开到了手机里。”

这种场景下,腾讯提出:以“超级连接”为增长引擎,数字化用户驱动的全触点零售。

母小海是这样解释全触点的:“还是以去商店买东西为例,以前,我们的触点非常单一,只能靠和导购聊天,但现在太多元素可以成为触点了,公众号、微信群、搜索入口、IP内容、社交广告、KOL等。这也倒逼了我们零售商不应仅仅局限在把实体店做好,而是应该更多地考虑对全触点做立体化的应用。”

例如,他们与沃尔玛打造了业内首个破千万用户的小程序“扫玛购”,是实现现有客流数字化的典型案例。原先,这个小程序是为了解决排队收银问题的,因为对于沃尔玛超市来说,在高峰期多开一个收银通道,就要多招一个人。于是,他们为沃尔玛量身定制了这款程序,每件商品包装上都有二维码,人们只需要用手机扫码就能完成支付,不用再走收银的流程了。

“不到半年,沃尔玛通过这个小程序便积累了3000万会员,还利用线上返券等各种促销活动,提升了复购率,这是以前办张会员卡、填个电话号码无法办到的。”母小海表示。

华为引爆to C市场的时代已来

一开场,华为技术有限公司蜂窝物联网产品线副总裁刁志峰便解释了什么是蜂窝物联网:“一种与运营商强强联手的物联网。”

窄带物联网(NB-IOT)、增强机器类通信(eMTC)是蜂窝物联网的主要代表。以窄带物联网为例,它是一种基于窄带通信的技术方案,叠加于现有的移动通信网络上,为每个物联网终端用户分配如5kHz或者更小的带宽,以满足小数据量(数kbps)传输的需求,有支持海量连接、覆盖广、终端低功耗等方面的技术优势。

刁志峰认为,随着5G商用的到来,物联网已经进入到各行各业中,并即将在消费上迎来大爆发。从五大方面来看,引爆to C市场的消费物联网(NB-IoT)应用节点已到。

未来终端将出现更加开放的跨界融合,智慧家居从“单点智能”迈入“场景智能”时代,“人-车-家”智能互联场景加速到来;未来交互方式将更加自然、更加多元化,以多个屏幕为交互入口,家居设备将通过多类型传感器进行数据采集,综合判断用户需求,从而做出最精准的决策。

他举了个例子,“万物互联下,100台空调就有100个数据,掌握了这些数据,我们的厂家可以做很多的事情,to C的市场空间是非常大的。消费物联网的商业模式就是为用户提供无所不在的服务,家庭的方方面面都可以,我们的门锁、窗户、家电等,其中的结合创新是层出不穷的。”

欧盟专家

数据安全上面临挑战

国际物联网论坛主席塞巴斯蒂安·齐格勒介绍了欧盟在消费物联网上所做的一些应用项目,包括了自动驾驶、智慧农场、可穿戴设备等。在这些项目的推广过程中,他发现,消费物联网在数据安全上面临挑战。

“我们使用物联网,首要的就是要取得用户的支持。欧洲各个城市的市民对数据搜集是非常敏感的,我们要证明这个数据是有利于他们的。此外,我们还要跟他们解释什么是物联网,要听取他们的意见,根据他们的需求来改变,来满足他们的需求。”

该准则称,“随着人们将越来越多的个人数据委托给在线设备和服务商,这些产品的网络安全与我们家庭成员的人身安全一样重要。”

在消费物联网连接即将大爆发的前夕,消费物联网各类型的企业在迎来机遇的同时,也迎来更大的挑战。当前,如何破解各个生态之间的信息孤岛;如何把传统制造业的制造优势、商业思维优势相融合;如何改变企业的商业模式,让数据产生更大的价值,更便捷、更安全地为终端用户服务——这些问题无疑是当下急需深思并解决的。


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