窄带物联网之所以能够在5 G时代被寄予厚望,是因为其本身的多覆盖、低能耗、低成本的特点所决定的。
一、窄带物联网
物联网时代已经慢慢开始取代互联网时代了。其中最为出名的就是我们的5G技术,这是一种承接物联网发展的梯次技术。其中,窄带物联网是与其一同支撑的。窄带物联网是基于蜂窝网络构建,是物联网的一个分支技术。消耗180千赫兹左右的宽带物联网,是目前消耗宽带最低的互联网。
二、窄带互联网的优势
5 G基站的建设帮助窄带物联网的无线接入,从2015年起我国就开始了这项工作。5 G助力窄带互联网实现万物互联,迎合70%以上的物联网场景需求,窄带物联网需要接入的宽度很短,并且能够实现广覆盖,在同样的频段下能够在速度上比一般网络速度提升一倍,其耗能相应较低,可实现十年内的不间断工作,单个连接模块的成本仅有二三十元不到。相比过去的蜂窝状网络结构,对于公共事业服务或工业 *** 作控制等垂直管理行业来说会很方便。
三、5G技术在其中发挥的作用
5G技术在窄带物联网中帮助满足了高传输、低消耗的物联网接入。万物互联让流量的消耗大大增加,对运营商而言是一次不可错过的“财机”。由于5G技术的低消耗、高传输、覆盖广的特点,窄带物联网和5G手可打造智慧城市,为窄带物联网的发展打下坚实基础。目前,5G技术已经逐步投入到各行各业中,窄带物联网也在不断开辟自己的发展道路,作为分支中的一员,二者属于强强联手,提高我们物联网企业的效率,改善顾客的使用感官。
LoRaLoRa(长 距离)是由Semtech公司开发的一种技术,典型工作频率在美国是915MHz,在欧洲是868MHz,在亚洲是433MHz。LoRa的物理层 (PHY)使用了一种独特形式的带前向纠错(FEC)的调频啁啾扩频技术。这种扩频调制允许多个无线电设备使用相同的频段,只要每台设备采用不同的啁啾和 数据速率就可以了。其典型范围是2km至5km,最长距离可达15km,具体取决于所处的位置和天线特性。
LoRa芯片在整个产业链中处于基础核心地位,重要性不言而喻。值得注意的是,目前美国Semtech公司是LoRa芯片的核心供应商,掌握着LoRa底层技术的核心专利。而Semtech的客户主要有两种,一是获得Semtech LoRa芯片IP授权的半导体公司;二是直接采用Semtech芯片做SIP级芯片的厂商,包括微芯 科技 (Microchip)等。
Wi-Fi
Wi-Fi被广泛用于许多物联网应用案例,最常见的是作为从网关到连接互联网的路由器的链路。然而,它也被用于要求高速和中距离的主要无线链路。
大多数Wi-Fi版本工作在24GHz免许可频段,传输距离长达100米,具体取决于应用环境。流行的80211n速度可达300Mb/s,而更新的、工作在5GHz ISM频段的80211ac,速度甚至可以超过13Gb/s。
一 种被称为HaLow的适合物联网应用的新版Wi-Fi即将推出。这个版本的代号是80211ah,在美国使用902MHz至928MHz的免许可频段, 其它国家使用1GHz以下的类似频段。虽然大多数Wi-Fi设备在理想条件下最大只能达到100米的覆盖范围,但HaLow在使用合适天线的情况下可以远达1km。
80211ah 的调制技术是OFDM,它在1MHz信道中使用24个子载波,在更大带宽的信道中使用52个子载波。它可以是BPSK、QPSK或QAM,因此可以提供宽 范围的数据速率。在大多数情况下100kb/s到数Mb/s的速率足够用了——真正的目标是低功耗。Wi-Fi联盟透露,它将在2018年前完成 80211ah的测试和认证计划。
针对物联网应用的另外一种新的Wi-Fi标准是80211af。它旨在使用从54MHz到698MHz范围内的电视空白频段或未使用的电视频道。这些频道 很适合长距离和非视距传输。调制技术是采用BPSK、QPSK或QAM的OFDM。每个6MHz信道的最大数据速率大约为24Mb/s,不过在更低的 VHF电视频段有望实现更长的距离。
ZigBee
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。ZigBee是物联网的理想选择之一。
虽然ZigBee一般工作在24GHz ISM频段,但它也可以在902MHz到928MHz和868MHz频段中使用。在24GHz频段中数据速率是250kb/s。它可以用在点到点、星形和网格配置中,支持多达254个节点。与其它技术一样,安全性是通过AES-128加密来保证的。ZigBee的一个主要优势是有预先开发好的软件应用配 置文件供具体应用(包括物联网)使用。最终产品必须得到许可。
ZigBee技术所采用的自组织网是怎么回事?举一个简单的例子就可以说明这个问题,当一队伞兵空降后,每人持有一个ZigBee网络模块终端,降落到地面后,只要他们彼此间在网络模块的通信范围内,通过彼此自动寻找,很快就可以形成一个互联互通的ZigBee网络。而且,由于人员的移动,彼此间的联络还会发生变化。因而,模块还可以通过重新寻找通信对象,确定彼此间的联络,对原有网络进行刷新。这就是自组织网。
NB-IoT
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少10年,同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。
蓝牙50
蓝牙是一种无线传输技术,理论上能够在最远 100 米左右的设备之间进行短距离连线,但实际使用时大约只有 10 米。其最大特色在于能让轻易携带的移动通讯设备和电脑,在不借助电缆的情况下联网,并传输资料和讯息,目前普遍被应用在智能手机和智慧穿戴设备的连结以及智慧家庭、车用物联网等领域中。新到来的蓝牙 50 不仅可以向下相容旧版本产品,且能带来更高速、更远传输距离的优势。物联网的应用如下:
1、智能仓库。物联网一个很好的应用。它能准确的提供仓库管理各个环节数据的真实性,对于生产企业,可以根据这个数据合理的把控库存量,调整生产量。物联网中利用SNHGES系统的库位管理功能,可以准确提供货物库存位置,这就大大提高了仓库管理的效率。
2、智能物流。运用条形码、传感器、射频识别技术、全球定位等先进的物联网通信技术,实现物流业运输、仓储、配送、装卸等各个环节的智能化。不仅货物运输更加的自动化,而且作出的全面分析还能及时的处理问题对物流过程作出调整,优化了管理。大大提高了物流行业的服务水平,还节约了成本。
3、智能医疗。利用物联网技术,实现患者和医务人员、医疗机构、医疗设备的互动,实现医疗智能化。物联网医疗设备中的传感器与移动设备可以对患者的生理状态进行捕捉,把生命指数记录到电子健康文件中,不仅自己可以查看,也方便了医生的查阅,实现远程的医疗看病。很好的解决当前的医疗资源分布不均,看病难的问题。
4、智能家庭。物联网的出现让我们的日常生活更加的便捷。不远的将来一台手机,就可以 *** 作家里大多数的电器,查看它们的运行状态。寒冷的冬天,我们可以提前打开家里的空调,回到家就暖暖的。物联网还能准确的定位家庭成员的位置,你再也不用担心孩子跑的找不见人,省心省力。
5、智能农业。物联网在农业中的应用就更加的广泛。监测温湿度,监视土壤酸碱度,查看家禽的状态。在这些数据的支持下,农户就可以合理进行科学评估,安排施肥,灌溉。监测到的天气情况比如降水,风力等又为我们抗灾、减灾提供了依据。提高了产量,降低了减产风险。
6、智能交通。物联网将整个交通设备连在一起。主要是用图像识别为核心技术。可以准确的收集到交通车流量信息,通过信号灯等设备进行流量的控制,这个技术的运用,会让堵车成为历史。管理人员利用这个技术能将道路、车辆的情况掌握的一清二楚,驾驶违章无处可逃,交通事故也能及时的得到处理。人们的出行得到了很大的方便。
7、智能电力。电力工程是一项重大的民生工程,对电网的安全检测是一项必修科目。以南方电网与中国移动通过M2M技术进行的合作为例,因为物联网的运用,使得自动化计量系统开始启动,使得故障评价处理时间得到一倍的缩减。(1)制造领域。主要用于生产数据的实时监控、质量追踪和自动化生产等。
(2)物流领域。主要用于物流过程中的货物追踪、信息自动采集、仓储应用、港口应用和邮政快递等。
(3)零售领域。主要用于商品的销售数据实时统计、补货和防盗等。
(4)医疗领域。主要用于医疗器械管理、病人身份识别和婴儿防盗等。
(5)身份识别领域。主要用于电子护照、身份z和学生证等各种电子证件。
(6)军事领域。主要用于d药管理、q支管理、物资管理、人员管理和车辆识别与追踪等。
(7)防伪安全领域。主要用于贵重物品(烟,酒,药品)防伪、票证防伪、汽车防盗和汽车定位等。
(8)资产管理领域。主要用于贵重的、危险性大的、数量大且相似性高的各类资产管理。
(9)交通领域。主要用于不停车缴费、出租车管理、公交车枢纽管理、铁路机车识别、航空交通管制、旅客机票识别和行李包裹追踪等。
(10)食品领域。主要用于水果、蔬菜生长和生鲜食品保鲜等。
(11)图书领域。主要用于书店、图书馆和出版社的书籍资料管理等。
(12)动物领域。主要用于动物驯养、宠物识别管理和野生动物追踪等。
(13)农业领域。主要用于畜牧牲口和农产品生长的监控等,确保绿色农业,确保农业产品的安全。
(14)电力管理领域。主要用于对电力运行状态进行实时监控,对电力负荷、用电检查和线路损耗等进行实时监控,以实现高效一体化管理。
(15)电子支付领域。主要用于银行和零售等部门,采用yhk或充值卡等支付方式进行支付。
(16)智能家居领域。主要用于家庭中各类电子产品、通信产品和信息家电的互联与互通,以实现智能家居。
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