物联网如火如茶,LoRa、Sigfox、NB-IoT三大物联网技术谁能称雄?

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无线通信技术是物联网的传输基础,随着智慧城市大应用成为热门发展,各种技术推陈出新,纷纷抢占物联网市场。在LPWAN技术里,最热门的莫过于LoRa、Sigfox和NB-IoT。

在物联网趋势中,这三种技术各自具有什么优势。

谁才会是你专业领域的最佳拍档?

物联网、大数据、AI人工智能这几个词汇,相关产业人员想必娴熟于心。
在物联网的技术架构中,“感测”是最基础的核心源头,无论在农业、工业、建筑、交通、医疗等领域,要让感测到的数据透过AI分析,进而形成相关应用,首先必须部署适合的传输技术与网域,才能搜集并回报巨量的环境数据。

在无线通信技术里,WI-FI、bluetooth、ZigBee、Z-Wave这几项较早推出的应用已经于不同领域中奠定发展基础。

WI-FI适用于大数据量的传输,比如影音传输或者A R/V R等领域,同时也是一般无线网络的基础,缺点是耗电量大;蓝牙多用于个人穿戴式装置,在声音领域的应用较为成熟

ZigBee和Z-Wave则是在工业、建筑等自动控制应用中成果丰硕。

谈到无线网络,大家脑中想到的,除了WI-FI之外,大概就是手机的移动式通信网路了。
如今的通讯技术即将迈入5G,讲求更大带宽、更高速率、更低延迟,当然也更耗电,由于是对应人与人之间的通讯,因此数据传输较密集、交换量也更为庞大。

针对M2M的通讯,由于装置的部署范围通常更宽广,且无线装置必须避免频繁更换电池,LPWAN(Low Power Wide Area Network,低功耗广域网)技术顺势而生,其小数据量、长距离传输及省电的特性,在物联网应用领域中大放异彩。

较早期的无线传输技术,如WI-FI、ZigBee和Z-Wave,通讯传输距离顶多只有100公尺,用在智能家居领域,必须再加装讯号加强的天线或中继站。

若是要满足智能城市的相关应用,例如环境监测或资产追踪,传输距离可达20公里的LPWAN技术显然能大幅缩减布建成本,只要几个基站就能覆盖大面积的范围;以电池作为电力来源,则省略了布线问题,让传感器的安装步骤更简易。
目前最受关注的LPWAN技术分别是LoRa、Sigfox和NB-IoT,这三种技术具有各自的优势,业主可根据不同领域及使用需求,选择最适合的通讯技术。

LoRa即远距离大范围无线通信,又称为劳拉。LoRa通信技术在物联网行业中被广泛应用。LoRa主要在ISM频段中进行应用。ISM即工业的、科学的、医学的。ISM中的频段只对工业、科学以及医学机构进行开放,其最大的特点就是无须进行授权或缴纳任何费用。

嵌入式相信很普遍了,可与传感层的采集有关,也可以与应用层的应用相关,M2M主要强调一个端与端之间的传输。传感网强调sensor的采集和传输,个人偏向于感知层。
你所说的这些只是不同角度概括,并不是哪一种技术都能归到物联网的每个层。也觉得没有必要去强调属于那一层。

众所周知。国内的通讯巨头有中国移动,中国联通,中国电信。在通讯基站建设制造这方面有华为,中兴等 科技 公司。国内的互联网 科技 公司有,阿里巴巴,腾讯,百度,美团,京东等。

这些公司中具体有哪些搭建了物联网平台?他们搭建的物联网平台又是怎么样的?
首先我们来了解一下什么是物联网平台,物联网平台全称物联网管理系统平台。即IOT管理系统平台, 那么,什么是IoT管理系统平台呢?
要了解什么是物联网平台,首先您需要了解一个完整的IoT系统的组件。

那么“物联网系统如何工作”。

完整的IoT系统需要硬件,如传感器或设备。 这些传感器和设备从环境(例如水分传感器)收集数据或在环境中执行动作(例如浇水作物)。

完整的IoT系统需要连接。 硬件需要一种将所有数据传输到云端的方法(例如发送湿度数据)或需要一种从云接收命令的方法(例如,现在对作物播种)。对于一些IoT系统,可以在硬件和连接到云之间的中间步骤,例如网关或路由器。

完整的IoT系统需要软件。 该软件托管在云端(什么是云端),并且负责分析从传感器收集的数据并作出决定(例如,从湿度数据知道刚刚下雨,然后告诉灌溉系统今天不打开) 。

最后,完整的IoT系统需要用户界面。 为了使所有这些都有用,需要一种方式让用户与IoT系统进行交互(例如,具有显示湿度趋势的仪表板的Web应用程序,并允许用户手动打开或关闭灌溉系统)。

IoT平台是连接IoT系统中的所有内容的支持软件。IoT平台有助于通信,数据流,设备管理和应用功能。

IoT平台存在于第3部分中,通常是上述内容的第4部分。随着所有不同种类的硬件和不同的连接选项,需要一种使所有工作在一起的方式,这就是IoT平台所做的工作。

IoT管理系统平台帮助:连接硬件,处理不同的通讯协议,为设备和用户提供安全和身份验证和收集,可视化和分析数据与其他Web服务集成。您的业务何时应用物联网管理系统平台

由于IoT是一个系统系统,因此在所有相关领域拥有专长的组织很少见。存在物联网平台,可帮助企业克服技术挑战,而无需将其全部归咎于内部。

物联网作为未来发展重要方向,承载了世界梦想,面对新一轮信息 科技 机遇,越来越多的企业也在加大部署或者 探索 物联网,以此驱动产业转型升级,各界积极入局跑马圈地,以此抢夺时代制高点。

谷歌希望安卓 *** 作系统能能广泛应用在各种智能设备当中去,发布了Android Things物联网系统,同时,谷歌希望把强大AI能力扩展到各种物联网智能设备上,至此在今年面向智能终端首款AI芯片Edge TPU,核心用于边缘计算,让本地就具有AI处理能力。

美国另一 科技 巨头微软,希望win10无处不在,推出Win 10 IoT为全球各行各业智能设备提供服务,帮助他们迈向物联网时代。另外,Win10 IoT可以在边缘做更多工作,包括机器学习、事件处理、图像识别和人工智能,并与Azure物联网再到边缘无缝集成为Win 10 IoT设备带来了云智能和安全分析。与此同时,微软也将投入50亿美元支持物联网创新。

亚马逊则在多年前就发布了AWS IoT平台,以此抢占物联网应用市场,例如帮助工业企业提高运营效率,使用AWS IOT构建的机器学习模型可以在云中或直接在工业设备上运行,从而设备可以响应本地事件并采取智能动作。

物联网连接规模呈现高速增长态势,以LoRa和NB-IoT等低功耗广域网LPWAN通信技术发展迅猛,连接复合年增长率为109%,在城市井盖、水、电、燃气表等得到了大量应用。

随着5G通信技术的发展,万物互联得以实现,在国内,BAT以及华为等厂商战略纷纷向物联网转变,华为以大连接谋划,去撬开这个千亿级连接市场。

百度以ABC+IoT+智能边缘促进物联网在各垂直领域展开大规模应用,并赋能各行各业,促进物联网时代到来。

腾讯在今年迎来重大战略转型,被视为变革开启之年,新成立云与智慧产业事业群是腾讯战略大调整核心部门,寄托未来变革命运,拥抱产业互联网,助力产业与消费者形成更具开放性的新型连接生态。

中国移动:成立物联网公司、车联网公司,搭建物联网专网、提供专号、建设物联网设备接入管理平台和物联网应用开发平台,大力推动物联网业务展。
可以说基本上在国内有名的公司全部入局了物联网平台建设。物联网的发展,已经上升到国家战略的高度,必将有大大小小的 科技 企业受益于国家政策扶持,进入 科技 产业化的过程中。

从行业的角度来看,物联网主要涉及的行业包括电子、软件和通信,通过电子产品标识感知识别相关信息,通过通信设备和服务传导传输信息,最后通过计算机处理存储信息。

而这些产业链的任何环节都会开成相应的市场,加总在一起的市场规模就相当大,可以说,物联网产业链的细化将带来市场进一步细分,造就一个庞大的物联网产业市场。为人类的生产和生活方式带来全面的改变。

自己在电信上班,这个问题很不错。就现在成都电信物联网建设来说,已经很完善了。

随着物联网、大数据、AI等技术的发展,我国智慧城市建设正从连接互联网的10时代,向更高效的数据互联的20时代迈进。智慧城市不再只是信息互联网化,而是人工智能化的新型基础设施的集合,比如,智慧城市中的智慧市政(水电煤能源、管网、路灯等)、智慧交通、智慧安监等。

在此背景下,能源、建设、生产、安保等城市经济服务等方面的物联网建设,正在形成下一个风口。据统计,物联网应用市场规模或达万亿级,目前已吸引了腾讯、阿里等互联网巨头以及移动、铁塔、联通等电信企业布局市场。

智慧城市建设迎来新阶段

近年来,我国多个城市开展了智慧城市建设试点,有效改善了公共服务水平,提升了管理能力,促进了城市经济发展。而在信息化后,智慧城市正在进入以智慧化、精细化治理为重要特征的新型智慧城市阶段。

2019年初,西安正式发布《关于加快推进新型智慧城市建设的决定》,明确提出将推进城市的智慧治理,优化城市管理。升级数字城管系统,搭建一体化城市管理平台等。

湖南省日前印发5G应用创新发展三年行动计划指出,到2021年,“5G+”行动计划初见成效,在工业互联网、自动驾驶、超高清视频、网络安全、医疗 健康 、智慧城市、数字乡村、生态环保等重点领域,打造100个以上示范应用场景。

北京市海淀区宣布,2019年上半年,海淀区拨付智慧海淀专项资金33亿元。包括试点搭建“城市大脑”基础平台,运用大数据、云计算和人工智能技术,在大力整合各部门信息化系统的基础上,加快推动城管、交通、环卫、安防、教育、医疗、社区等领域的智能化项目落地等。

中商产业研究院发布的《2019-2024年中国智慧城市建设发展前景与投资分析报告》显示,截至2016年底,国内100%的副省级以上城市、87%的地级以上城市提出了智慧城市计划,前三批智慧城市试点共签约311个城市,重点项目签约总量超过4000个。总计约500多个城市已提出智慧城市发展计划或在建智慧城市,预计总投资规模将达到万亿元级别。

万亿级应用场景显现

近日,在2019深圳国际LoRa物联网高峰论坛上,腾讯云物联网产品中心产品总监石文凭表示,在城市发展升级的进一步需求中,物联网应用市场的规模或达万亿级。

GSMA智库前不久发布的全球物联网市场报告显示,包括连接、应用、平台与服务等多方面,2025年全球物联市场将达到15万亿美元,商业应用更是占据了整个物联网市场的半壁江山。据中国物联网研究发展中心预计,2025年我国物联网产业规模将达2万亿元。

“但碎片化是目前物联网行业面临的问题。”深圳市唯传 科技 有限公司创始人、CEO姚晓海表示,从目前来看,无论应用场景还是客户规模均呈现碎片化,极为分散,因此多终端、多技术的融合将会是物联网的一个大趋势。

姚晓海说,作为智慧城市建设的一个重要方面,以仪器为终端,万物的统计、检测、计量都会基于物联网应用去做管理。同时,由于这种连接并不需要大量的数据传送,只需要在关键时间点进行数据传输,因此低功耗、低成本将是其应用的关键。

具体来看,任何一种无线通信技术都有自己适合的应用场景,LPWAN具有的低功耗、广覆盖、大连接以及低成本等特点,相比于传统的3G、4G、WiFi、ZigBee等通讯技术,更为适用于物联网行业。目前,LPWAN技术尚未形成统一标准,LoRa、NB-IoT、eMTC、Sigfox等都是比较典型的LPWAN技术。其中,作为最早出现的LPWAN技术之一,LoRa的主要优势在于传输距离远、功耗低、大容量以及组网灵活等。

姚晓海介绍说,LoRa的价值在于低功耗、远距离传输以及高度自主的布网能力,适用于对连续覆盖、深度覆盖要求高的场景,同时在一些特定细分场景中,比如偏远或边缘地区,更是有其他通信技术无可比拟的优势。“LoRa的最大特点就是在同样的功耗条件下,比其他无线方式传播的距离扩大3至5倍,实现了低功耗和远距离的统一。”

除了可控距离外,LoRa技术还可大幅度降低建设成本。姚晓海表示,LoRa不需要建设基站,一个网关便可控制较多设备,并且布网方式较为灵活。另外,对比24G和蓝牙、WiFi等技术,LoRa稳定性较高,也较为安全;而基于短距离射频技术和蜂窝基础设施和基于互联网的物联网网络均有数十亿终端分散在各处,造成部分信号难以长距离输送,且安全性有待考量。

姚晓海表示,国内LoRa产业生态正在不断完善,LoRa技术的应用场景也在不断扩充。未来,LoRa必将会在物联网产业中扮演重要角色。据统计,目前全球已有100个国家和地区的网络运营商部署了LoRa网络。

众巨头加速布局

目前,我国互联网巨头也已开启LoRa布局。腾讯方面,腾讯与维传共同成立深圳腾传物联技术有限公司,共建LoRaWAN网络,为各种物联网应用和终端用户(如政府公共服务)提供从设备、边缘到云端的LoRaWAN一体化解决方案。

腾讯云物联网产品中心产品总监石文凭表示,基于LoRa连接技术,腾讯已经在智慧城市、智慧停车、智慧社区、智慧消防等领域进行了规模化的应用。“但物联网的产业链非常长,这不是一家企业所能通吃的,需要各个不同环节的企业合作共赢,才能更好地促进产业发展。”

阿里云方面表示,除了将继续加大在LoRa芯片、IP、支撑平台上的投入外,未来还将全力打造百亿级LoRa连接,尽快实现LoRa的全面普及。阿里云智能IoT总监华璐坷表示,LoRa技术经过数年发展,已经初具规模,产业发展也进入了一个新的阶段。

华璐坷说,阿里提出了一个LoRa20的概念,在LoRa20时代,LoRa的技术特点与应用场景将逐渐转向室内消费级应用,这将会极大规模地促进LoRa的应用范围,未来LoRa将会如WiFi一样在企业中普及。

LoRa的名字是远距离无线电(Long Range Radio),作为一种线性调频扩频的调制技术。是低功耗广域网(LPWAN)通信技术中的一种,是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。

这一方案改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式,为用户提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统,进而扩展传感网络。LoRa技术具有远距离、低功耗(电池寿命长)、多节点、低成本的特性。

LoRa因其功耗低,传输距离远,组网灵活等诸多特性与物联网碎片化、低成本、大连接的需求十分的契合,因此被广泛部署在智慧社区、智能家居和楼宇、智能表计、智慧农业、智能物流等多个垂直行业,前景广阔。

LoRa的特性总结:

1、传输距离:城镇可达2-5Km,郊区可达15Km。

2、工作频率:ISM频段包括433、868、915MH等。

3、标准:IEEE 802154g。

4、调制方式:基于扩频技术,线性调制扩频(CSS)的一个变种,具有前向纠错(FEC)能力,semtech公司私有专利技术。

5、容量:一个LoRa网关可以连接上千上万个LoRa节点。

6、电池寿命:长达10年。

7、安全:AES128加密。

8、传输速率:几百到几十Kbps,速率越低传输距离越长。

LoRaWAN核心功能:

1、控制无线参数:速率、功率、频率和ADR自适应速率;

2、实现QoS:ACK可靠通信、网络管理等;

3、通信协议:信息去冗余、精准回复(找到信号最强的Gateway,将回复信息发送给End Nodes)、唤醒节点等;

4、网络安全:节点入网、网络层和应用层加密解密;

5、节点漫游:移动节点从A网关切换到B网关;

6、增值服务:节点定位,节点自动升级等。

LoRaWAN的网络实体分为四个部分:终端节点、网关、LoRaWAN服务器和用户服务器。

1、End Node:终端节点一般是各类传感器,进行数据采集,开关控制等。

2、Gateway: LoRa网关,对收集到的节点数据进行封装转发。

3、NetworkServer:主要负责上下行数据包的完整性校验。

4、ApplicationServer:主要负责OTAA设备的入网激活,应用数据的加解密。

5、CustomerServer:从AS中接收来自节点的数据,进行业务逻辑处理,通过AS提供的API接口向节点发送数据。

lora

LoRa是物理层或无线调制用于建立长距离通信链路。许多传统的无线系统使用频移键控(FSK)调制作为物理层,因为它是一种实现低功耗的非常有效的调制。LoRa是基于线性调频扩频调制,它保持了像FSK调制相同的低功耗特性,但明显地增加了通信距离。

线性扩频已在军事和空间通信领域使用了数十年, 由于其可以实现长通信距离和干扰的鲁棒性,但是LoRa是第一个用于商业用途的低成本实现。


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