物联网关键技术有哪些

物联网关键技术有哪些,第1张

 目前涉及物联网运营的关键技术终端接入和平台服务。终端是直接与用户接触的使用界面,而平台则是承载服务的核心系统。终端接入和平台服务保障了物联网应用端到端的服务质量,是可运营、可管理的物联网涉及网络层面的两大关键技术。
终端接入技术
 物联网终端的种类非常多,包括物联网网关、通信模块以及大量的行业终端,其中尤以行业终端的种类最为丰富。从终端接入的角度来看,物联网网关、通信模块和智能终端是目前关注的重点。
 物联网网关:它是连接传感网与通信网络的关键设备,其主要功能有数据汇聚、数据传输、协议适配、节点管理等。物联网环境下,物联网网关是一个标准的网元设备,它一方面汇聚各种采用不同技术的异构传感网,将传感网的数据通过通信网络远程传输;另一方面,物联网网关与远程运营平台对接,为用户提供可管理、有保障的服务。
 通信模块:它是安装在终端内的独立组件,用来进行信息的远距离传输,是终端进行数据通信的独立功能块。通信模块是物联网应用终端的基础。物联网的行业终端种类繁多,体积、处理能力、对外接口等各不相同,通信模块将成为物联网智能服务通道的统一承载体,嵌入各种行业终端,为各行各业提供物联网的智能通道服务。
 智能终端:它满足了物联网的各类智能化应用需求,具备一定数据处理能力的终端节点,除数据采集外,还具有一定运算、处理与执行能力。智能终端与应用需求紧密相关,比如在电梯监控领域应用的智能监控终端,除具备电梯运行参数采集功能外,还具备实时分析预警功能,智能监控终端能在电梯运行过程中对电梯状况进行实时分析,在电梯故障发生前将警报信息发送到远程管理员手中,起到远程智能管理的作用。
平台服务技术
 一个理想的物联网应用体系架构,应当有一套共性能力平台,共同为各行各业提供通用的服务能力,如数据集中管理、通信管理、基本能力调用(如定位等)、业务流程定制、设备维护服务等。
 M2M平台:它是提供对终端进行管理和监控,并为行业应用系统提供行业应用数据转发等功能的中间平台。平台将实现终端接入控制、终端监测控制、终端私有协议适配、行业应用系统接入、行业应用私有协议适配、行业应用数据转发、应用生成环境、应用运行环境、业务运营管理等功能。M2M平台是为机器对机器通信提供智能管道的运营平台,能够控制终端合理使用网络,监控终端流量和分布预警,提供辅助快速定位故障,提供方便的终端远程维护 *** 作工具。
 云服务平台:以云计算技术为基础,搭建物联网云服务平台,为各种不同的物联网应用提供统一的服务交付平台,提供海量的计算和存储资源,提供统一的数据存储格式和数据处理及分析手段,大大简化应用的交付过程,降低交付成本。随着云计算与物联网的融合,将会使物联网呈现出多样化的数据采集端、无处不在的传输网络、智能的后台处理的特征。

想搞物联网设计,如何选择适合自己的开发板?

新手入门ESP8266和ESP32,怎么选择第一块开发板才能学到东西,真正的将物联网实践起来?

公司要求设计一款接入IoT的智能产品,百度的资料东拼西凑,买来的样品开发板上手不会用,没有案例demo可以借鉴,客服还搞不懂技术?

买来的模组还需要自己设计外围电路,增加研发周期?

开发板买来不知道是真是假,调试问题不知道是连接错误还是开发板质量问题?

本文带您解决新手入门物联网开发怎么选择开发板!
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选择开发板不得不考虑的几点:

1 遵循的通信协议、通信接口、天线形式;

2物联网开发套件:硬件、软件、固件选择;

3可否与市面上的主流云平台进行对接;

4模组、开发板是否有成熟案例和解决方案,用户群体基数如何?

安信可科技提供的模组和开发板可遵循的协议有:WiFi协议:24G/58G,蓝牙协议:BLE 42/50、lorawan协议。

定位解决方案,支持的定位方式有:室内UWB定位、BDS/GPS/GLONASS/GALILEO/QZSS/SBAS 多模卫星定位、NB-IoT定位。

通信接口:模组支持常见一下接口HSPI 、UART、I2C、I2S、IR Remote Control、PWM、GPIO

天线形式:板载PCB天线,通孔焊盘,IPEX接口外接天线,可根据具体的项目需求进行定制。

可对接的云平台:

阿里系:阿里云物联网平台、阿里物联网生活平台、天猫精灵云平台;

小米系:小米 IoT 平台,可以通过米家APP和小爱同学对模组或开发板进行智能语音控制;

腾讯系:微信硬件云平台:AirSync、AirKiss、硬件 JSAPI、直连 SDK 等;腾讯云物联网开发平台;

京东系:京东小京鱼平台(正在筹备中)

安信可科技全系列模组专题:

ESP8266 系列模组专题 [安信可科技]
ESP32 系列模组专题
GPRS A9/A9G 及 4G Cat1 CA-01 系列模组专题

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LoRa 系列模组专题

LoRaWAN 解决方案

蓝牙 模组专题
GPS 模组专题

RTL87XX 系列模组专题

UWB 模组专题

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NB-IoT 模组专题

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物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。
物联网产业链包含芯片提供商、传感器供应商、无线模组(含天线)厂商、网络运营商、平台服务商、系统及软件开发商、智能硬件厂商、系统集成及应用服务提供商八大环节。芯片提供商是物联网的大脑,也是物联网产业链价值最高的环节。低功耗、高可靠性的半导体芯片是物联网几乎所有环节都必不可少的关键部件之一。依据芯片功能的不同,物联网产业中所需芯片既包括集成在传感器、无线模组中实现特定功能的芯片,也包括嵌入在终端设备中提供“大脑”功能的嵌入式微处理器。传统的国际半导体巨头,如ARM、英特尔、高通、飞思卡尔等;国内主要厂商包括:华为海思、展讯、中兴微、北京君正、华天科技等。

  利用局域网网络转串口模块可以方便进行自动控制系统的搭建以及相应的调试。比如手头现在存在的已经停产的 USR-WiFi-232-T [1] 模块,可以比较方便通过手机进行设置,完成UDP-232的转换。

  这款模块现在也被应用在无线调试情境中:

图11 USR-WiFi 模块

  MicroPython在很多平台上都有着应用,包括 STM32F40x,ESP32,ESP8266,PicoPy等。利用 Thonny软件 [4] 比较方便利用串口完成对于MicroPython的开发与调试。可否使用WiFi转串口来完成对于MicroPython模块的调试呢?

  这其中需要使用到 UDP-COM的虚拟软件,这样便可以利用WiFi模块完成对于普通的MicroPython模块的开发。

  相关的前期工作包括:

  VSPM是一款可以被将TCP/IP, UDP转换成串口的虚拟串口软件。VSPM 虚拟串口软件可以将TCP/IP 连接映射成本机的虚拟COM 口,应用程序通过访问虚拟串口,就可以完成远程控制、数据传输等功能。对于调试串口相关的程序非常方便。下面将详细介绍该软件的使用方法。

  在 虚拟串口软件VSPM使用手册 [10] 给出了VSPM应用的一般说明。

  您下载的该文件来自于华军软件园(>除了在电子消费市场狂飙突进,展锐5G技术 探索 和应用,于物联网(IoT)生态构建层面,布局更广、速度更快且相对前者的现状而言,竞争力更强。

9月16日,展锐和11家物联网模组和方案商签署5G合作协议。这显示出这家目前国内除了海思(Hisilicon)之外唯一拥有消费级(5G移动SoC)和工业级(物联网)芯片设计能力的芯片商,正在加快物联网应用生态的搭建速度。

从展锐对自身商业定位“数字世界的生态承载者”角度观察,不难发现,在5G时代,展锐更侧重底层数字通信技术的生态聚合对物联网的支撑能力。

整体上,展锐的商业定位由三大底座技术支撑:马卡鲁通信技术平台, AIactiver技术平台和先进半导体技术平台。
展锐正在两个方向——消费级5G SoC移动及基带以及工业级物联网芯片设计——与高通、联发科、海思和苹果等芯片商展开正面“竞合”。

展锐消费级5G SoC移动芯片设计水平和市场主流旗舰级顶尖竞品的差距,已从10年缩短至1年。在各类消费级终端出货量上,展锐的同比增幅因基数较低而显得璀璨夺目。展锐4G移动芯片也开始为荣耀和realme等主流智能手机商大规模采用。

除此之外,展锐在4G/5G技术的主场——物联网,斩获同样颇为耀眼。

根据市场研究公司Counterpoint近日发布的第二季度全球蜂窝物联网市场跟踪报告,展锐在物联网领域依然延续高速增长:2021年第二季度,展锐是全球前五大蜂窝物联网芯片厂商中唯一一家同比增速超过100%的玩家。

在NB-IoT、Cat1和5G等物联网全场景各个领域,展锐在高速推进,并于中国、欧洲、印度、中东和非洲和拉美等区域,蜂窝物联网芯片出货量均位列当地芯片供应商前三。

展锐高级副总裁、工业电子BU总经理黄宇宁说,“工业电子BU自2019年成立以来,顺应了工业与 社会 数字化转型中对连接和计算的刚需,整体业绩连年翻番。”

展锐CEO楚庆认为,5G技术专为“万物互联”而生。即使是智能手机,也是物联网的一部分,有别于工业物联网,智能手机终端属于C端消费级场景。

自2019年进入“5G”元年至今,物物连接的规模快速扩容。

据黄宇宁预计,2023-2024年,支持5G R17技术规范的RedCap(低容量:Reduced Capacity)特性设备将得以普及,这将进一步提供超高密度的连接容量,真正实现将“每一块石头都连上网”。

5G万物互联网络的价值和连接数量的关系是什么?

根据梅特卡夫定律(Metcalfe's law):网络的价值与联网数量的平方成正比。有别于一般的资源,分享使用的人越多,每个人得到的资源就越少。依靠连接构建的网络则恰恰相反,使用的人越多,网络的价值越大。

黄宇宁说,“可以想象,拥有30亿-50亿甚至 500亿个连接的网络价值能有多大?!”

超量的IoT连接,叠加“端边云”的智能计算,数字世界和物理世界的边界将被打破,数字化红利也将从消费领域扩展到 社会 的各个基础行业,包括5G在内的全场景通信技术,将完成从个人到工业体系再到整个 社会 的智能化升级。

当前,IoT蜂窝通信网络呈现出四代技术并存的局面。

2G/3G正在加速向4G/5G转网,4G阶段出现为物联网场景做“预热”的通信标准,如NB-IoT低功耗广域物联网和Cat1中速广域物联网等,这些标准的特性是“人联网”。

5G通信技术,是为物联网而生的首个通信制式,除了“人联网”,还实现了“物连物”。

在5G三大场景中,eMBB(Enhanced Mobile Broadband)最先实现商用,侧重追求极致大宽带移动通信体验;uRLLC(ultra-Reliable and Low Latency Communications)提供极低时延和高可靠性,是5G面向行业连接应用的关键手段;mMTC(massive Machine Type of Communication),即海量机器类通信,专为构建万物互联而生。
基于展锐在全场景通信技术领域长期的技术沉淀,展锐能为多样化的连接(尤其是工业级IoT)提供技术支撑:从十米到十万公里距离的连接,展锐有较为完整的商用连接技术和产品体系。

比如5G R15 eMBB场景,展锐研发了业内首款同时支持载波聚合、上下行解耦和超级上行等技术的5G调制解调器。

R15 eMBB实现了5G基本功能,保证5G“能用”:但是,虽然R15的网络传输速度在目前应用最广泛,但该版本只解决了传输数据的问题,做不到终端精度控制,这需要R16加以解决。

R16标准完善了uRLLC和mMTC特性,让5G从“能用”进化到“好用”,加速5G在工业、 汽车 、能源、医疗和公用事业等行业领域的规模应用,使5G成为推动经济 社会 数字化转型的重要抓手。

7月30日,展锐和中国联通完成全球首个基于3GPP R16标准的5G eMBB+uRLLC+IIoT(增强移动宽带+超高可靠超低时延通信+工业物联网)端到端的业务验证。

9月16日,展锐与联通数科联合官宣基于唐古拉V516(5G)平台,在5G物联网领域开展战略合作,共同面向5G工业互联网重大机遇,推进5G R16技术发展和商用加速向纵深落地。

展锐5G R16 Ready的关键特性,主要功能是实现了5G更好地支持垂直行业应用,为工业装备、钢铁制造、交通港口、矿产能源、医疗 健康 等领域带来数字智能技术变革。

除了5G,在中低速物联网技术应用场景,展锐也有所布局,如在公网对讲机领域,展锐份额接近80%,云喇叭市占率为70%,OTT(Over The Top)领域Wifi份额有60%,市占率第一,在快递车充电换电领域,展锐产品份额占比近60%。

与业内通行做法一样,展锐在构筑4G/5G物联网技术和应用体系时,也采取了与上下游合作伙伴联合的方式。

这种联合,就技术层面看,分为两层:一是在最新5G通信技术版本方面于中国联通单独合作;二则是基于成熟的5G通信技术版本,与更广泛的生态合作伙伴建立战略关系。

比如9月16日,除了官宣和中国联通在新一代5G通信版本R16方面的深度合作,展锐还与包括鼎桥通信、广和通、海信通信、通则康威、讯锐通信、移远通信和有方 科技 等11家物联网模组和方案解决商,基于唐古拉V510(5G)平台做了战略联合发布。

展锐唐古拉V510是已成熟商用的5G基带芯片平台,支持5G网络切片等多项5G前沿技术,可广泛适配全球移动通信运营商的网络,能满足5G发展阶段中的不同的通信和组网需求。
为物联网提供通信技术、算力和芯片,探究展锐的商业目标,不难发现,展锐希望围绕芯片应用平台构筑产业生态,通过提供算力和通信技术能力,改造产业链,进而拓展全新业务空间。

华尔街见闻了解到,展锐的产业目标是成为“全场景物联芯片解决方案技术服务商”,其商业定位确立为“数字世界的生态承载者”。

此项定位由三大底座技术支撑:马卡鲁通信技术平台, AIactiver技术平台和先进半导体技术平台。

据展锐高级副总裁夏晓菲解释,马卡鲁技术平台将调制解调器(Modem)、射频(RF)收发器及射频天线模块集成为统一的5G解决方案,在支持3GPP协议演进的同时,能针对5G典型高价值特性,开发网络驱动单元,以提供一栈式解决方案包。

马卡鲁技术平台的能力,主要集中在为港口、钢铁、矿区和制造等垂直行业客户,包括智能机、智能穿戴和AR/VR等消费应用,提供低时延、高精度和安全可靠的连接体验。

5G行业应用将分阶段实现商业化落地,这已是业界共识。夏晓菲说,“马卡鲁通信平台能在不同阶段支撑产业变革。”

华尔街见闻了解到,展锐马卡鲁通信技术平台的技术设计路径分三个阶段:2019年为5G元年,eMBB技术得以落地,5G FWA(Fixed Wireless Access:固定无线访问)/CPE(Customer Premise Equipment:信号转换器)和5G视频监控为典型的大带宽应用得到初步应用。

其次,5G To B应用逐步实现规模复制,同时更深入垂直行业。机器视觉、工业网关、AGV(Automated Guided Vehicle:自动导引车)小车及无人机等典型行业应用具备适应性高、通用性强等特点,有机会率先实现千万级规模复制。

以5G R16新版通信技术标准为代表,将有效满足智能电网/制造/交通/医疗等行业的差异化需求。此阶段具有更高性能、更广连接和更安全可靠的特性。

马卡鲁通信技术平台具备R16的技术能力,故而能推动5G技术真正进入生产核心环节,从而为工业40提供技术保障。

技术的演进永无止境。

虽然R16最先落地的三种能力——超低时延、超高可靠和更低能耗进一步夯实工业40的技术基础,R16的其他技术能力还没完全落地,但展锐已在参与推进R17版的技术标准制定。

华尔街见闻获悉,5G终端向末端节点渗透,需要更精简的终端解决方案。在3GPP R17讨论轻量版5G时,展锐认为合理的带宽范围是20MHz,这个主张已成功被标准采纳。

通过对工业I/O节点的带宽、时延、性能需求分析,展锐在天线数、MIMO(Multi Input Multi Output:无线扩容和增频技术)层数、BWP带宽等方面做了精确的精简,从而实现更高的灵活性。

同时,通过增强的非连续接收特性(eDRX:Discontinuous Reception),采用更长的休眠模式,让特定的物联网终端得到更高的续航能力。

通过这些关键技术,马卡鲁平台将彻底实现从网关到I/O节点的全场景覆盖,而这也是 AIactiver技术平台的能力,能实现5G技术对生产全流程的改造。

值得一提的是,今年2月展锐成为荣耀芯片套片供应商。

什么是套片?

单独的芯片无法在终端硬件体系中发挥作用,必须做成套片形式。这就涉及了展锐第三大技术底座——先进半导体技术平台。

这个技术平台的支柱是工艺制程和封装,展锐提供整体套片方案。

简单来说,套片包括SoC、射频和电源芯片(PMIC)等。根据芯片集成度、功耗和数模混合架构的不同需求做各类芯片组成,最终通过封装技术做成集成度更高、无线性能更优的解决方案。

华尔街见闻了解到,展锐正在持续投入SiP(System in Package:系统封装)技术。其成果是通过SiP技术,将LTE Cat1整个方案的尺寸,做到了一元硬币大小。

是5G工业模组,从某种程度来说,相当于手机里的Soc。 我们可能比较熟悉的是手机里的Soc,现在比较常见的比如华为的麒麟系列Soc、高通的骁龙系列的Soc。Soc是当前智能手机的核心,各个手机厂家的手机,则是在Soc上进一步开发的产品。 麒麟系列Soc 而这个5G工业模组,则是给一些涉及5G行业应用所需要的物联网设备商使用的一种核心原件,哪些企业可以在5G工业模组的基础上,进一步开发出来自己的产品。

BC35-G 是一款高性能、低功耗的多频段 NB-IoT 无线通信模块,支持 B1/B3/B8/B5/B20/B28 频段,在设计和AT指令上与BC95兼容。

小熊派开发板右上角的开关拨到AT-PC一端,则模组直接与PC相连,方便调试。

指令:AT

功能:测试AT指令功能是否正常

示例:

指令:AT+CSQ

功能:返回从 UE 接收到的信号强度指示 <rssi> 和信道误码率 <ber> ,其中第一个值rssi应当在0-31之间,如果为99则表示信号无法检测,第二个参数ber因为模组当前不支持,所以始终为99。

示例:

指令:AT+CEREG

功能:查询当前 EPS 网络注册状态,该指令返回的第一个参数为0则表示禁止网络注册URC,第二个参数表示网络注册状态,1表示已注册本地网,5表示已注册漫游网络,其余值则表示注册失败。

示例:

指令:AT+CGATT

功能:该命令用于查询当前是否将 UE 附着于 PS 域,返回值为1则表示已附着,即网络激活成功。

示例:

指令:AT+CGPADDR

功能:该命令用于查询模组当前的ip地址。

示例:

由于NB-IoT模组可以直接对接IoT平台,所以在单独测试使用UDP连接时,需要 在激活网络成功之后,在获取ip地址之前,关闭IoT平台注册功能

使用如下命令禁止该功能:

首先我们需要搭建一个UDP服务器,有两种方式:

因为 NB-IoT 模组直接注册的是公网ip地址,所以这里我们使用第一种方式,在Linux服务器上运行一个Python编写的UDP测试服务器:

这里的Python程序如下:

运行:

效果如下:

使用AT命令连接UDP服务器,首先需要创建一个 UDP 类型的 Socket,创建socket的指令如下:

其中第一个参数是socket类型,DGRAM表示UDP,STREAM表示UDP;第二个参数表示协议类型,UDP 为 17, UDP 为 6,最后一个参数指定socket使用的本地端口,如果为0则表示随机分配。

所以创建UDP socket的示例如下:

指令:

其中第一个参数是由 AT+NSOCR 返回的 Socket 编号,第二个参数是UDP服务器ip地址,也可以使用域名,第三个参数是UDP服务器开启监听的端口,第四个是发送数据的长度,最后一个是要发送的十六进制数据。

示例:

发送之后,在服务器端也可以看到:

模组发送数据到服务器后,服务器会自动发送消息,模组会打印出收到信息的提示:

该信息表示编号为1的socket收到了18字节的数据。

可以使用如下命令查看收到的数据,第一个参数是socket编号,第二个参数是查询的数据长度:

查看刚刚收到的数据:

其中收到的数据为倒数第二个参数,是十六进制格式:

使用 在线工具 将数据转化为字符串即可:

通信完毕之后,可以使用下面的命令关闭最开始创建的socket:

示例:


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原文地址: https://outofmemory.cn/dianzi/13243866.html

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