涉及的主要技术包括以下几种:
1、传感器网络技术
传感器网络实现了数据的采集、处理和传输三种功能。它与通信技术和计算机技术共同构成信息技术的三大支柱。传感器网络是由各种各样的传感器节点所组成,用以进行信息的收集、传输和处理的网络系统。
作为物联网感知和获取数据信息的重要手段,传感器网络在物联网中发挥着极为重要的作用。无线传感器网络是一项通过无线通信技术把数以万计的传感器节点以自由式进行组织与结合进而形成的网络形式。
无线传感器网络主要由三大部分组成,包括节点、传感网络和用户这3部分。其中,节点一般是通过一定方式将节点覆盖在一定的范围,整个范围按照一定要求能够满足监测的范围;传感网络是最主要的部分,它是将所有的节点信息通过固定的渠道进行收集,然后对这些节点信息进行一定的分析计算,将分析后的结果汇总到一个基站,最后通过卫星通信传输到指定的用户端,从而实现无线传感的要求。
构成传感器节点的单元分别为:数据采集单元、数据传输单元、数据处理单元以及能量供应单元。
(1) 数据采集单元,通常都是采集监测区域内的信息并加以转换,比如温湿度、光照度等;
(2) 数据传输单元则主要以无线通信和交流信息以及发送接收那些采集进来的数据信息为主;
(3) 数据处理单元通常处理的是全部节点的路由协议和管理任务以及定位装置等;能量供应单元为缩减传感器节点占据的面积,会选择微型电池的构成形式。
2、RFID技术
射频识别(Radio Frequency Identification, RFID),是一种利用无线电波进行信息交换与存储的技术,通过无线射频来对电子标签进行读写,以达到自动识别目标以及信息交换目的。
RFID系统通常由读写器、电子标签与数据管理系统组成,其工作原理一般是由读写器在一定范围内发送无线电射频信号,当电子标签接收到读写器所发射的无线电信号时,就会利用感应电流所获得的能量(无源RFID),或者主动发送无线电信号(有源RFID)将标签芯片内所存储的产品信息发送出去,读写器接收到电子标签所发射的信息并解码后,再将这些数据信息反馈至数据管理系统进行数据处理。
RFID系统主要由标签、阅读器和天线三部分组成。一般由阅读器收集到的数据信息传送到后台系统进行处理。
(1)标签:标签由耦合元件及芯片组成,每个电子标签都具有唯一的电子编码,附着在物体上标识目标对象;每个标签都有一个全球唯一的ID号码——UID(用户身份z明),其在制作标签芯片时存放在ROM中,无法修改,其对物联网的发展有着很重要的影响。
(2)阅读器:阅读器是读取或写入标签信息的设备,可设计为手持式或固定式等多种工作方式。对标签进行识别、读取和写入 *** 作,一般情况下会将收集到的数据信息传送到后台系统,由后台系统处理数据信息。
(3)天线:天线是用来在标签和阅读器之间传递射频信号。射频电路中的天线是联系阅读器和电子标签的桥梁,阅读器发送的射频信号能量,通过天线以电磁波的形式辐射到空间,当电子标签的天线进入该空间时,接收电磁波能量,但只能接收其很小的一部分。
3、嵌入式系统技术
嵌入式系统一般是用户针对特殊需求而定制的,能够被内部计算机控制的设备或系统。嵌入式系统往往结合了计算机技术、通信技术以及自动化技术,使得传统的机电产品智能化,并具有故障诊断、自动报警以及信息传输和远程控制等多种功能,用以实现产品使用与管理的信息化、智能化。
由于嵌入式系统体积小、功能强且成本较低等,使其广泛应用于智能家居、车联网等领域。嵌入式系统的核心由一个或多个微处理器或微控制器组成,这些微处理器或微控制器经过预编程以执行一些任务。嵌入式系统上的软件通常是暂时不变的。嵌入式系统需要与应用紧密结合的,它具有很强的专用性,必须结合实际系统需求进行合理的裁减利用。用先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与各行业的具体应用相结合的知识集成系统。
从应用角度可分为通用型嵌入式 *** 作系统和专用型嵌入式 *** 作系统。常见的通用型嵌入式 *** 作系统有Linux、VxWorks、Windows >
NB-IoT(Narrow Band Internet of Things)作为一种新型的物联网通信标准,在窄带宽、低功耗、广覆盖物联网领域具有诸多优势。本文概述了NB-IoT的主要优势及其技术。
NB-IoT通信模组耗电极低。这得益于其惰性通信机制,大部分时间下,设备处于休眠状态(99%的时间)。主要在于其采用了 PSM 和 eDRX(拓展非连续接收)技术。
一块NB-IoT通信设备的成本大约在1~5美元左右,从而满足物联网的应用场景。
NB-IoT覆盖面积为2G、4G网的的3倍。通信上常用最大耦合损耗(MCL)来衡量通信设备信号覆盖覆盖能力。MCL与基站信号功率 P B 、接入终端信号功率 P M 有关,定义式如下:
信号强度(信噪比)随距基站距离降低,其降低值用耦合损耗表征。而最大耦合损耗可以理解为满足通信需求的最弱信号值,即最大的信号衰减值,以此来间接表征满足通信的最远距离。
如下图所示,NB-IoT MCL比2G GPRS大了20dB,覆盖范围大了三倍。
NB-IoT一个小区(约200KHz带宽)可接入50000个终端。远远多于LTE的1000个设备。
窄带物联网技术。NBIOT物联网弱终端检测是指窄带物联网技术。NBIOT聚焦于低功耗广覆盖物联网市场,是一种可在全球范围内广泛应用的新兴技术。
NBIOT属于低功耗广域网,主要针对的是传输数据量小,对功耗要求高,而且数量巨大的设备或物品。中国三大运营商都在大力发展物联网业务,物联网卡和NB物联网卡已成为物联网领域的重中之重。谈到物联网,很多人都在想大力发展NB物联网意味着什么。使用现有的2G、3G和4G网络以及移动网络信号是否不方便?
物联网卡的不同应用场景
高速率业务:主要使用3G、4G技术,例如车载物联网设备和监控摄像头,对应业务特点要求是实时数据传输。
中等速率业务:主要使用GPRS技术,例如居民小区或超市的储物柜,使用频率高但并非实时使用,对网络传输速度的要求远不及高速率业务。
低速率业务:业界将低速率业务市场归纳为LPWAN市场,即低功耗广域网。目前还没有对应的蜂窝技术,多数情况下通过GPRS技术勉力支撑,从而带来了成本高、影响低速率业务普及度低的问题。
目前低速率业务市场急需开拓,而低速率业务市场其实是最大的市场,如建筑中的灭火器、科学研究中使用的各种监测器,此类设备在生活中出现的频次很低,但汇集起来总数却很可观,这些数据的收集用于各类用途,比如改善城市设备的配置等等。
此时NB-IOT网络就应运而生,NB-IoT是指窄带物联网技术。NB-IOT聚焦于低功耗广域(LPWA)物联网市场,是一种可在全球范围内广泛应用的新兴技术。目前三大运营商已完成全国性主要地区的覆盖。
目前nb-iot物联卡具备以下优势
·大连接:每一个扇区可以支持10万个连接,与现有无线技术相比,NB-IoT可以提升50~100倍的接入数。
·广覆盖:比传统GSM网络增益20GB,一个基站提供的覆盖面积是以往的10倍。
·低功耗:NB-IoT节电技术DRX和PSM,通过减少不必要的信令和在PSM状态时不接受寻呼信息来达到省电的目的通常可以保障电池拥有5年以上的寿命。
·广应用:由于NB-IoT具有覆盖广、连接多、成本低和功耗低的优点,故其非常适合应用于低功耗设备,广泛应用于多种垂直行业。
·易使用:体积小,只需要搭配相应的NB-IOT模组,不占用内任何电路板空间。
·简单计费:NB物联卡的内部通信芯片、通信协议和资费政策较传统物联网卡有较大区别,支持定向连接,资费更优。
NB物联网卡和普通物联卡的区别有哪些?中景元物联指出合适NB-iot的应用场景非常多,对适合使用NB-iot的领域来说,机会非常多。从物联网企业家的角度来看,这等于是在扩大一个新的市场。在物联网时代,信息产业的传统运作模式正在被打破。
物联网(TheInternetofThings,简称IOT),即“万物相连的互联网”,是互联网基础上的延伸和扩展的网络,将各种信息传感设备与互联网结合起来而形成的一个巨大网络,实现在任何时间、任何地点,人、机、物的互联互通。
物联网并不是个新鲜的概念,20多年前,物联网概念由比尔盖茨首次在他的《未来之路》中提起。只是当时受限于无线网络、硬件及传感设备的发展,并未引起世人的重视。
2005年本人从事电表行业软件开发工作时,就接触过电力公司的远程抄表系统,这其实就是物联网的一种行业具体应用。传统的远程抄表系统均为集中抄读方式,即使用集中器通过485/MBus/PLC/Lora/Zigbee等有线或无线方式抄读目标设备的数据,如水表、气表、电表、传感器等。但是,有线存在布线困难问题,无线存在各种通信质量问题:如PLC难以避免噪声干扰、Lora通信速度较慢、点对点传输、ZigBee存在组网不可控现场通信质量差等。那有没存在一种通信技术,直接把设备数据上传到系统平台呢?这也是有的,一般方案是通过GPRS模块通信。但GPRS模块依然存在供电功耗和流量资费问题,因而没有很好地应用普及和推广。
2016年基于授权频谱(Licensed)的NB-IoT新型技术,很好的解决了GPRS的功耗问题,也因其大容量、覆盖广、高安全性等优势,在众多物联技术中脱颖而出,成为业界关注的焦点。具体来说,NB-IoT优点如下:
广覆盖:在同样的频段下,NB-IoT比现有的网络增益20dB,可更好满足厂区、管道井、井盖等这类对深度覆盖有要求的地方。
低功耗:模块在平时处于休眠状态,每天可根据程序设定自动唤醒上传数据,若没有收到请求的命令,模块会自动进入休眠,终端模块待机时间可长达8年。
低成本:与LoRa相比,NB-IOT无需自建基站,通讯稳定可靠。
大连接:同一基站可比现有无线技术提供50-100倍的接入数。
基于以上优点,NB-IoT通信技术可方便应用在以往难以应用远抄技术的领域,也使得传统远抄技术方案变得更简单,让设备通信更简单、更可靠。可广泛应用在各种行业中,比如:智能路灯、智慧停车、烟感气感监测、智慧消防、智能门锁、智慧水务、智慧井盖、智慧农业等行业应用。
目前,中国三大运营商正大张旗鼓地进行相关NBIoT通信基础建设,NBIoT相关行业应用也已初成规模。像NB-IOT在水表市场已小有突破,少数企业2018年出货实现了百万量级。燃气表龙头金卡智能,2017年全年试挂不足2万台,中间经过客户小批量试挂、中批量验证,2018年其出货量达到70万台。
凡事有利就有弊,那NBIoT通信技术应用有什么缺点呢?
传输数据少。基于低功耗的机制,注定了NBIoT只能传输少量的数据到远端,因此正式应用时要么单次传输字节数少,要么传输数据间隔长。比如智能水表、气表,一般是24小时传输一次数据。这意味着依靠实时数据分析的行业应用难以推广此技术。此外,还存在寿命到期电池更换的麻烦。
通信成本贵。目前NBIoT通信模块还是偏贵,主流芯片厂家主要有紫光展锐、华为海思和联发科,一块NBIoT模组在20~50元左右。通信流量上,电信是20元一年,包年时间多相对便宜,中国移动资费差不多,若设备量大还有议价空间。一块水电表零售价也就一两百元,NBIoT模组就吃掉了一大块成本。
技术待成熟。虽然中国各大运营商号称投入大量人力物力财力进行相关建设,NBIoT技术还不是很成熟。本人所在公司系统平台于2017年底就和电信云平台进行了系统对接,目前接了近万台NB-IoT电表和水表。发现电信平台依然在不断地更新升级,曾经在某商厦安装了300多块NBIoT电表,结果导致基站出现故障,后经电信技术人员积极抢修才恢复正常。诚然,电信云平台后面是华为公司作为技术支撑,实力强大,想必不久将来技术会成熟稳定。
平台对接难。电信的IOT平台走的是CoPA协议,CoPA协议对接方面复杂。虽然华为电信物联网平台上资料齐全,要和电信开放平台对接,还是要花不少时间。2017年公司研发部门安排专人花了2个月才对接好,为兼容传统tcp、udp通讯,后期又对设备通讯服务进行了优化处理,前前后后花了大概半年时间才完全稳定。因此,这对于一般传统企业还是有一定技术门槛的。
可以说,物联网是通向未来智能世界的万物互联必由之路,下一个万亿元级的通信业务,蕴育着巨大的市场空间,是未来促进社会发展刺激GDP增长的重要驱动力。NB-IoT通信技术,使得万物互联成了可能,将会普及到各个行业中。预计未来几年,物联网行业将因技术的更新换代呈现爆发性增长,拭目以待!展锐8910DM是全球首款LTE Cat1bis物联网芯片平台,不仅解决了物联网连接中的痛点,填补了传统低功耗窄带物联网与传统宽带物联网之间的中速蜂窝通信方案空白,自发布以来就凭借先进的技术规格与领先的技术成熟度,迅速成为中速物联芯片的标杆,实现亿级出货。目前已有数十款搭载展锐8910DM芯片的Cat1bis模组上市并在多领域、多场景落地,可广泛应用于共享经济、金融支付、公网对讲、能源、工业控制等行业场景。就在近期,展锐8910DM还获得德国电信的完全认证(Full Certification),成为全球首款获德电认证的Cat1bis物联网芯片平台。如果满意我的回答,求给大大的赞。物联网是以感知技术和网络通信技术为主要手段,实现人、机、物的泛在连接,提供信息感知、信息传输、信息处理等服务的基础设施。
展锐的优势在于提供了完整的、软硬结合的一站式端到端物联网解决方案。
随着5G的正式商用,实施2G/3G的退网清频并向4G网络迁移在全球范围内已是大势所趋。展锐推出了全球首款LTE Cat1bis物联网芯片:8910DM。作为全球首款LTE Cat1bis 物联网芯片,8910DM的推出解决了目前物联网连接中的痛点,填补了低功耗窄带物联网与传统宽带物联网之间的蜂窝通信方案空白,其相比NB-IoT、2G模组在网络覆盖、速度和延时上具有优势,相比传统LTE Cat4模组则拥有更低的成本和功耗,同时适配当前国内的4G网络,非常适用于对性价比、时延性、覆盖范围、通信速度有要求的应用场景。窄带物联网芯片(NB-loT),是一种远距离无线通信,属于广域网。可以应用到智能抄表、智慧路灯、智慧停车、共享单车等多种领域。芯片是指:集成电路英语:integratedcircuit,缩写作IC;或称微电路(microcircuit)、微芯片(microchip)、晶片/芯片(chip)在电子学中是一种将电路(主要包括半导体设备,也包括被动组件等)小型化的方式,并时常制造在半导体晶圆表面上。
欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出
评论列表(0条)