窄带物联网支持移动联接吗

宽带网络：一般般指的是带宽超过155kbps以上的网络。
窄带网络：带宽低于155kbps的网络。 特点：以室内覆盖、低成本、低功耗和广连接；主要成本低，涉及数据少的时候用。

如今，使用基于SIM的蜂窝技术实现网络连接的物联网解决方案并不是什么新鲜事物，但物联网的扩展速度、采用令人兴奋和动态的用例虽然引人注目，但在一定程度上造成了市场竞争方面的混乱。

而从标准化、久经考验的M2M SIM物联网部署这个日趋成熟的市场转到正在处于起步阶段的市场（例如基于5G SIM的物联网），而将这些解决方案区分开，并充满信心地购买以及那些需要讨论和咨询持续创新的产品可能并不简单。而且对于后一种情况，选择正确的蜂窝技术和网络类型将需要了解每个用例的技术要求和需要连接的资产的数据配置文件。

随着物联网的定义几乎每天都在扩展，供应商越来越多地加入物联网行业，这是一个复杂的环境，需要更多的知识、理解和专家合作。

从M2M到5G发展日益成熟的能力

自从2G蜂窝技术问世以来，大规模物联网M2M部署已经存在多年。现在在越来越广泛的物联网的应用中，人们都知道的传统M2M SIM卡正在让位于设备内部的智能芯片，通过软件和复杂的门户处理数据计划和自动网络选择来管理数据财产。

这是一个成熟的市场，部署范围从自动洗车机、自动售货机和冷藏展示柜；到闭路电视、访问控制、智能照明设备。这些基于M2M SIM的服务已经实现标准化，它们经过试验和测试，可靠且实用，使企业能够充满信心地将技术引入其业务。

在部署范围内移动，现在在可用的情况下使用4G和5G技术，其部署变得更具可扩展性，因为部署连接到机器的物联网传感器和双向传输数据到/从应用程序，使企业能够实现更精细的跟踪可见性在任何有信号的地方对风力涡轮机、重型设备、发电和计量基础设施等资产进行远程管理。快速扩展的SIM网络连接选项现在包括低功耗广域网(LPWAN)变体，例如窄带物联网(NB-IoT)和LTE-M(CatM)，这些技术已专门开发并整合到5G独立网络中，以支持数百万计的采用电池供电的物联网设备，并使企业能够从根本上将项目规模试点扩展到大规模部署。

“大规模物联网”可以连接数百万台设备和资产，并且通过传感器设备技术的不断创新，使用案例的范围每天都在扩大。例如，农民正在使用土壤传感器来管理偏远地区的稀缺水资源；而埋在混凝土结构中的传感器既可以在施工期间用于跟踪其固化，也可以在施工后用于测量压缩应变和混凝土健康状况。从水表到空气污染、废物管理和停车控制，网络、设备和大数据分析的结合正在为从智慧城市到可持续农业的一切奠定基础。为所有这些用例选择的SIM技术基于一系列关键技术要求，包括范围、可扩展性、安全性和低功耗。

对时间敏感的设备

基于SIM卡的物联网网络的另一个快速发展和创新的用例领域是“关键物联网”，其中的应用程序，如作为医疗保健扩展的家庭实时生命体征监测，需要超可靠的数据传输和将测量数据传输到后台办公系统的低延迟。这一应用领域的发展非常活跃，许多技术公司在可穿戴技术方面进行了创新，这些技术可以记录生命体征（心率、血氧饱和度）和位置，以跟踪人员的位置，并允许护理专业人员以灵活、有针对性的方式进行快速干预。

随着高容量、快速的5G网络的扩展，这一市场领域将迅速扩大，但考虑到通常跨移动位置的可靠数据传输需求，单靠一个网络可能不太可能提供所需的覆盖质量。组织将需要一种基于SIM卡的技术选项，可以进行“漫游”，即与多家公共网络运营商合作，无缝切换流量。

与其相反，对于固定位置的超低延迟、大容量 *** 作（例如工业自动化物联网），私有5G现在是首选选项，它提供了对特定数据流量流进行优先级排序的机会——这在公共5G网络中目前不是一个选项。这对于工厂、仓库、体育场馆和大型建筑来说是很有吸引力的，因为这些建筑的室内移动信号很差或者无法可靠地提供移动数据服务。

显然，在这个范围的末端，基于SIM卡的蜂窝物联网远比人们在智能手机上依赖的“即插即用”体验复杂得多，需要专家进行设计、规划和部署。

潜力的最大化

随着全球物联网连接的大幅增长，客户现在要求他们的供应商提供简化的合同和服务模式来满足他们的需求——从传感器的低功耗连接到连接房地产资产以提供全球互联网接入和故障切换互联网接入的高带宽应用。这是一个复杂的挑战，尤其是在国际上，因为竞争运营商之间存在不同的商业协议和服务模式，以及每个国家对某些类型的网络访问的限制（几乎所有国家都有4G服务，但5G是一项正在进行的工作，并且需要检查低功率网络覆盖的可用性）。

网络运营商需要灵活，但事实并非总是如此，允许新一代网络聚合器和小型服务提供商的增长和发展，以满足客户需求。聚合商目前在基于SIM卡的移动市场发展和增长中发挥着重要作用，尤其是在管理网络运营商（MNO）缺乏灵活性的情况下，通过直接与多家网络运营商协商，创建一个定制的多网络解决方案，以支持每个使用案例。

用户应该询问一些问题来确定供应商提供物联网的能力，其中包括：签署合同的期限是多长？数据成本是多少？它们是否反映了当前和未来的数据概况？一家网络运营商能否为现在和未来的所有移动资产提供所需的全面覆盖？客户能否从获得新的低功耗SIM技术（包括NB-IoT、LTE-M(CatM)或其他物联网连接类型（包括非蜂窝）作为混合服务）中受益？提供商是否提供自动化工具来配置、监控和管理基于SIM的连接服务？如果主要网络发生故障，SIM是否具有自动的内置故障转移到第二个或第三个网络选项？企业的提供商的核心网络是否被证明可以抵御外部威胁？

使用不同网络的融合作为连接客户资产所有部分的完整解决方案可能非常强大，但它可能需要能够协调多种基于SIM的技术的服务提供商才能在资产位置获取正确的网络，并通过自动化提供无缝的配置、管理和更改，以提供良好和可靠的客户体验。

结论

5G将改变基于SIM的物联网的格局。它将提供容量的阶跃变化，并在未来每平方公里允许连接10万个物联网设备，而如今只有数百个。它将提供更快的速度、更高的可靠性，并及时使市场能够提供真正的服务水平协议。但是，由于有如此多的供应商加入了基于SIM的物联网，因此有必要提出正确的问题，以便为用例做出正确的决定。

这是一个快速发展的市场。基于SIM的物联网领域有着巨大的增长、活力和能量，这非常令人兴奋。然而，在追求创新的过程中，不要忘记成熟的M2M SIM物联网部署，它们为业务转型提供了巨大的机会。

从根本上说，在广泛的物联网范围内，在对供应商和供应商做出最终决定之前，了解用例、应用程序、技术和商业广告至关重要。

NB-IOT线物联中国端端解决案针低数据速率、规模终端数目及广覆盖要求等典型M二M应用场景运营商辟广阔物联中国市场同政企等行业领域智慧城市、电力燃气/水务提供厂商等着广泛应用场景Machina预计NB-IOT覆盖二5%M二M连接即超50亿连

NB-IoT，即窄带物联网，是一种通信标准，旨在让物联网设备能够通过运营商网络进行工作。一般来说，它指的是使用 GSM 频谱交换数据的各种设备或传感器之间的互连。NB-IoT 是一种 LPWAN（低功率广域网）技术，不需要 "网关"。设备或传感器可以直接与运营商网络通信。在详细了解 NB-IoT 的方式和内容之前，我们先了解一下物联网和 LPWAN。
物联网（IoT）：可以定义为网络中的设备。它们有可能连接了互联网，也可能不连接互联网，但它们都可以通过网络来分析、计算和传输数据，而不需要任何人类的主动参与或计算机之间的互动。

随着经济和 社会 的发展，城市公共照明已经成为城市现代化水平的重要标志之一，城市照明设施规模日益增大，用电量节节攀升， 社会 各方对城市公共照明的要求和希望越来越高。而目前国内城市照明的监控和管理方式相对简单、粗放，服务质量和节能水平有待提高，难以满足现代化城市照明的需要，主要表现在以下几个方面：

监控管理方式相对粗放。传统“三遥”系统只能实现回路级别的采集和控制，对单灯运行情况无法实时、准确监控，不能实现智能化监控和精细化管理；部分城市仍停留在“时控”时代，缺少基本的信息化管理手段。

运行维护效率低、成本高。现有的照明设施故障发现机制主要采用人工巡查模式，工作量巨大，需要投入大量的人力物力，并且还可能留有盲区，运维效率低、成本高，难以实现主动服务、保障服务质量。

照明能耗偏大。缺少灵活有效的节能控制手段，过度照明和照明不足的矛盾难以调和，无法实现按需照明，从而在保障照明质量的前提下有效降低照明能耗设施安全难以保障。缺少实时监管措施，设施被盗时有发生，给照明管理部门造成直接的经济损失，严重影响城市照明的正常运行，同时带来安全隐患。

1 设计与实现

本系统由3大部分组成：NB-IoT通信模块、云端控制系统、手机端APP。

图1

11 NB-IoT通信模块

基于高通MDM9206平台高性能、低功耗的CAT-M1/CAT-NB1/GSM三模无线通信模块，支持全球各主流定位系统GNSS，不仅支持当前运营商的主流物联网频段，对未来可能会部署的频段也最大可能性的支持 ，其尺寸仅 为 225mm265mm27mm，能最大限度地满足终端设备对小尺寸模块产品的需求，

通过该模块实现路灯信息传输、调光、降功率、按需开关灯等管理方式，减少过度照明节约电能，真正实现节能、环保、安全、舒适的照明，减少对大气的污染，建设资源节约型、环境友好型 社会 。

12 云端控制中心

是根据路灯管控开发的一款远程 *** 作与监控管理平台，方便了管理人员的管理与维护。通过灯联网集中监控管理平台可以远程控制每一个回路的开、关状态，也可以实时监测每个设备的当前信息，并根据采集到的参数的情况，实时判断线路情况，给用户直观的解析。系统同时还具备短消息报警和声音报警的功能。

13 手机端APP

一种基于智能手机APP应用的城市路灯控制方法，包括将智能手机APP应用与路灯管理系统相关联，形成APP调节城市路灯的架构，构建智能手机 APP 节点，每个 APP 节点代表一个APP 注册用户；当用户登录 APP 应用时，APP 应用将包含用户地理位置、行进方式的 APP 应用信息传送到路灯管理系统；路灯管理系统根据APP应用信息，查询用户所属路段的路灯实时状态，并对路灯进行调节控制。采用NB-IoT物联网概念，通过手机 APP 应用按照用户实际需求开启路灯、调节路灯亮度，合理分配路灯照明资源，降低了路灯能耗、节约了路灯使用成本。

2 测试与分析

硬件调试：分为电源电路、通信链路、LED驱动电路调试。

21 电源电路

图2 电源电路

图 2 中，EUP3420 是一款恒定频率，采用电流模脉宽调制（PWM）架构的降压型变换器。芯片集成了主开关和同步整流开关，可以获得更高的效率。本系统采取5V适配器输入，转化给NB-IoT无线通讯模块VBAT网络33V供电。

C1000：适配器的输入端，用万用表或者示波器测试该点电压是否为5V。

L1000：开关电源 buck 电感输出端，用万用表或者示波器测试该点电压是否为33V，通过调整R1000和R1007阻值调整VBAT输出的大小。

22 通信链路

NB-IoT模块上电后sim卡状态测试。

图3 NB-IoT模块Sim卡状态查询

23 LED驱动电路

图4 LED驱动电路

上图中，三极管驱动电路由Q11、R128、D30、J26（焊接LED模组）组成，NB-IoT通信模块通过GPIO口控制三极管的基集，使三极管Q11工作在开关状态，实现对LED的开断。

3 软件测试

安卓手机端可以控制指定路灯的亮与灭以及全开全灭。

图5 手机控制端界面

PC端实现对各个端口的控制。

图6 云端控制端界面

4 控制系统特性

41 管道NB-IoT设计

一是广覆盖：NB-IoT 覆盖能力强，在同样的频段下，NB-IoT 比现有的网络增益 20dB，覆盖面积扩大 100 倍。它不仅可以满足广覆盖需求，对于厂区、地下车库、井盖这类对深度覆盖有要求的应用同样适用。因此不只是道路照明，在室内、工业照明领域的应用前景也十分广阔。

二是强链接：在同一基站的情况下，NB-IoT可以比现有无线技术提供50-100倍的接入数。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。这将意味着，基于 NB-IoT 通信技术的照明控制系统，将能够管控更多的终端设备，满足未来智慧城市中大量设备联网需求。

三是低功耗：低功耗特性是智慧照明应用一项重要指标，NB-IoT聚焦小数据量、小速率应用，因此NB-IoT设备功耗可以做到非常小，终端模块的待机时间可长达10年，特别适用于智能家居的应用。

四是低成本：低速率、低功耗、低带宽同样给 NB-IoT 芯片以及模块带来低成本优势。单个接连模块预期价格不超过 5美元，最终低至 1 美元，这对降低智慧照明应用的成本起到关键性作用。

42 云端智能管理

采用单灯控制技术，构建路灯物联网，精准控制每一盏路灯，在保证照明需求的前提下，根据季节、路段、天气、特殊场合等条件设定路灯运行方案，真正实现“按需照明”，深化节能减排。因本项目范围内 LED 路灯电源不具备调光接口，单灯节能方式采用开关灯控制方式。

通过单灯“在线巡测”，及时发现路灯故障并在地图上进行精准定位，转变“人工巡检、热线报修”的传统运维方式，实现定向运维、主动服务，减轻劳动强度，提高路灯运维效率，降低运维成本。

43 客户端APP

智慧公共照明管理平台具有全面和优化的路灯智能控制功能，为路灯管理人员提供更高效的管理和维护手段，主要体现为：实时监控：可以对任意一盏、一路或任意自定义组的路灯进行开关灯、调光。同时支持多终端，支持基于 Android *** 作系统的移动终端远程控制，可采用平板电脑、手机等终端下发开关灯、调光等控制命令等。

5 应用前景分析

对于 NB-IoT 产业的发展，中国移动、中国联通、中国电信三大运营商皆就NB-IOT发布了各自的发展计划。工信部也发文要求加快 NB-IoT 在国内落地，到今年年底建成基站规模 40万个，到 2020 年建成基站规模 150 万个。中国 NB-IoT 产业加速布局，将是全球 NB-IoT 产业领跑者。目前在上海、广州、江

门、鹰潭、长沙落地了NB-IoT智慧路灯项目，实现了到处开花、处处结果。

6 结束语

城市智慧照明是智慧能源的开端，以 NB-IoT 新一代通信技术为支撑，实现整个城市一张网，对城市道路每盏灯实现全面的感知、智能的控制、广泛的交互和深度的融合，在满足市民正常照明需求的前提下，通过智能调光、降功率、按需开关灯等管理方式，减少过度照明，电能节约率可达30% 60%，真正实现节能减排，减少对大气的污染，建设资源节约型、环境友好型 社会 。同时通过对城市照明设施实现精细化管理，通过对城市道路每个灯具的运行状态进行准确分析和故障报警，并根据故障等级启动相应的处置流程，将被动巡检改为定点维护，反应更加敏捷处置效率更高，将使城市的灯光管理水平与现代化的大都市相适应，提高亮灯率，减少各种故障，合理照明，美化照明，安全照明，营造出现代城市科学和艺术完美结合的照明效果，树立和提升城市的品牌形象。

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