IoT无线通讯技术

IoT无线通讯技术,第1张

Wi-Fi最大的优点是连接快速持久稳定,它是解决IoT设备端连接的首选方案,唯一需要考虑的是智能设备对于Wi-Fi的覆盖范围的依赖导致智能设备的活动范围比较小,缺点是不适合随身携带或户外场景

1、3765C考勤机是一款典型的通过Wi-Fi与云平台连接通讯设备,但是手机与其连接借助的是Bluetooth通讯

蓝牙最大的优点是不依赖于外部网络,便携,低功耗,只要有手机和相应的智能设备,就能够保持稳定的连接,走到哪连到哪,所以大部分运动的智能设备和户外使用的设备都会优先考虑Bluetooth。它的主要不足有:
1不能直接连接云端
2传输速度比较慢,只能用于数据量较小的传输
3组网能力比较弱(距离近(大概10米)、蓝牙的组网一个central只能连接7个外设)

13650签到机采用的蓝牙通讯:校验设备、设置各种参数,签到机的发现采用的Beacon协议(而Beacon协议也是蓝牙协议的扩展):智能手环与手机之间的通讯是蓝牙通讯

Wi-Fi的不足是智能设备移动范围小,蓝牙的短板是设备不能直接连云端和组网能力弱。而WWAN既可以移动,也可以随时联网,看上去好像完全弥补了Wi-Fi和Bluetooth的不足,实际上它也两个主要的短板
1在使用的过程中可能会产生比较高的费用
2网络状况不稳定,常常遇到无网或弱网的环境

智能设备车载Wi-Fi

前面介绍了主流的三种无线技术占到了所有IoT使用场景的95% ,剩下的是一些特殊场景用到的无线技术选型

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
例如在全屋智能场景中,家中已存在大量IoT设备,如果使用Wi-Fi方案,每个设备配网会非常麻烦,并且Wi-Fi每次做移动,修改密码,智能设备都要一一作出调整。如果使用蓝牙方案,以目前BLE42标准,蓝牙的组网一个central连接7个外设,但是蓝牙的组网能力弱也满足不了需求,所以在全屋智能场景中,经常会使用ZigBee+Wi-Fi的二合一网关。ZigBee和蓝牙一样都是近距离低功耗的通讯技术,但他对比蓝牙有个最大的优势就是强大的组网能力,在全屋智能场景中,IoT设备多达十几个,蓝牙的配网模式满足不了需求,所以一般会使用搭配ZigBee和Wi-Fi的二合一网关,通过ZigBee连接IoT设备,通过Wi-Fi将数据同步到云端

智能家居场景

智能家居的通信一般使用Wi-Fi,蓝牙,Zigbee。而我们的手机,平板可以通过蓝牙和Wi-Fi接入进行数传通信。电脑可以通过Wi-Fi
此方案中,蓝牙和Wifi都可以作为设备的接入点,即使身边没有专业的Zigbee控制器,也可以通过蓝牙,Wifi这些常用的设备接入,最终通过串口控制另一个可接入模块和Zigbee的主设备

例如飞行器的使用场景,飞行器一般都在没有Wi-Fi的环境使用,所以Wi-Fi不满足,飞行器常常有较远的飞行距离,所以Bluetooth和ZigBee不满足,另外飞行器常常在海边、山上等GPRS无线信号或者弱网的环境使用,所以WWAN也不合适,从上述来看单一的无线通讯模块都不能很好的解决飞行器的通讯需求,所以飞行器需要用的是多种无线模块的组合使用,通过Bluetooth让遥控器和手机连接,通过Sub1GHZ处理长距离时飞行器和遥控器之间的通讯,通过其他波长处理中距离或短距离飞行中的数据通信,这种组合技能满足手机 *** 控,又能在中距离有高质量的图像数据,在远距离还能继续控制

NB-IoT,Narrow BandInternet of Things,窄带物联网,是一种专为“万物互联”打造的蜂窝网络连接技术,万物互联网络的一个重要分支。顾名思义,NB-IoT 所占用的带宽很窄,只需约 180KHz,而且使用License 频段,可采取带内、保护带或独立载波三种部署方式,与现有网络共存,并且能够直接部署在GSM、UMTS 或 LTE 网络,即2/3/4G的网络上,实现现有网络的复用,降低部署成本,实现平滑升级
移动网络作为全球覆盖范围最大的网络,其接入能力可谓得天独厚,基于蜂窝网络的 NB-IoT 连接技术的前景更加被看好,已经逐渐作为开启万物互联时代的钥匙,而被商用到物联网行业中

2014年,华为与沃达丰共同提出 NB-M2M

2015年5月,华为和高通共同宣布了一种融合的解决方案,即上行采用 FDMA 多址方式,下行采用 OFDM 多址方式,命名为 NB-CIoT(Narrow Band Cellular IoT)

2015年8月10日,在 GERAN SI阶段最后一次会议,爱立信联合几家公司提出了 NB-LTE(Narrow Band LTE)的概念

2015年9月,3GPP在2015年9月的 RAN 全会达成一致,NB-CIoT 和 NB-LTE 两个技术方案进行融合形成了 NB-IoT WID。NB-CIoT 演进到了 NB-IoT(Narrow Band IoT),确立 NB-IoT 为窄带蜂窝物联网的唯一标准

2016年4月,伦敦 M2M 大会上华为宣布与沃达丰成立 NB-IoT 开放实验室

2016年4月,NB-IoT 物理层标准在 3GPP R13 冻结

2016年6月,NB-IoT核心标准正式在3GPP R13冻结

2017年一季度,根据《国家新一代信息技术产业规划》,把 NB-IoT 网络定为信息通信业“十三五”的重点工程之一

2017年4月1日,海尔、中国电信、华为三方签署战略合作协议,共同研发基于新一代 NB-loT 技术的物联网智慧生活方案

2017年4月25日,全球移动通信设备供应商协会发布数据,目前全球仅有4张 NB-IoT 商用网络。但同时又指出,至少有13个国家的18家运营商规划部署或正在测试40张 NB-IoT 网络

2017年5月,软银与爱立信合作,将在日本全面部署 Cat-M1 和 NB-IoT 网络,以期率先在日本国内推出商用蜂窝物联网业务

2017年5月,中国联通上海宣布5月底完成上海市 NB-IoT 商用部署。上海联通在2016年上半年,建设了全球首个 pre NB-IoT 大规模连续覆盖区域—上海国际旅游度假区,并携手华为共同发布 NB-IoT 技术的智能停车解决方案

2017年5月,华为 NB-IoT 芯片 Boudica 120在6月底大规模发货

从2018年开始全面推进国家范围内的 NB-IoT 商用部署。其实在我们生活当中已经推行了很长一段时间了。试用商反馈也是一片良好,垂直使用场景也是数不胜数

NB-IoT目前的应用

综上所述,NB-IoT 就像一个可以保障 5G 大范围完美落地的安全气垫。建设基于 NB-IoT 技术的物联网垂直行业应用将趋于更加简单,分工更加明晰。在 5G 大家庭里,它是一个温润如水的大哥。有山的背膀和水的包容力。是 5G 家里稳定又踏实的“经济适用男”。是家里第一个冲向前线的人,并且为了实现家庭的大目标尽可能完善自己。飞速发展的 5G 时代里,它是勇攀高峰的保险绳

对前面无线通讯技术的做个总结,优缺点以及适用于哪些领域一目了然

对于未来的Bluetooth50以及NB-IoT都是需要我们密切关注的技术,Bluetooth50相比42,在组网和传输距离上有了很大的提升,连接范围扩大了4倍,速度提高了2倍,无连接数据广播能力提高了8倍,Bluetooth50对于ZigBee的冲击影响可想而知
而NB-IoT目前的提出就是针对IoT的使用场景,其中最大的特色是覆盖面广,价格便宜。NB-IoT现在联盟的力量很强大,大部分芯片商,通讯商,电信运营商都参与其中,都在积极的推进NB-IoT的公共网络建设,未来潜力非常值得关注

IoT技术选型及模型设计的思考

什么是NB-IoT

无线模块是连接物联网感知层和网络层的关键环节,属于底层硬件环节,具备其不可替代性,是物联网智能终端得以联网和定位的载体。


无线模块按照可联网和能定位的两种功能分为通信模组和定位模组,定位模组则主要是基于卫星定位的GNSS模块,通信模组按照不同通信技术分为蜂窝类和非蜂窝类;蜂窝类通信模组按照不同技术又细分为2/3/4/5G和LPWAN中的NB-IOT、e-MTC,非蜂窝类通信模组又细分为WiFi、蓝牙、Zigbee以及LPWAN中的LoRa和sigfox。专业无线模块研发厂家SKYLAB研发生产的无线模块就包括了定位模组GNSS模块中的单频GPS模块、北斗模块,双频北斗模块;通信模组中的WiFi模块、蓝牙模块、WiFi+蓝牙二合一组合模块等。

GNSS模块:关注过SKYLAB的物联网工程师们可能也看过SKYLAB的产品发展史。SKYLAB最早就是做高精度测量仪器的,2004年开始研发定位模块,十余年专注定位研究,其研发推出的GNSS模块产品线极为丰富,包括了工程师熟知的单GPS模块、北斗模块(单北斗模块,单GLONASS模块,GPS+北斗模块,GPS+GLONASS模块)、北斗三号定位模块、授时模块、、高精度定位模块、惯性导航模块双频多模定位模块、GNSS+天线一体化模块、G-Mouse等,应用领域涵盖了智能穿戴、车载导航、智慧城市、智能交通、无人机、精准授时等。

WiFi模块:WiFi是一种基于IEEE 80211标准无线协议的允许电子设备连接到一个无线局域网(WLAN)的技术,通常使用24G 、5G射频频段。WiFi适合大数据量、短距离、稳定性相对较差,主要应用于家用和商业应用!SKYLAB在2009年开始研发WiFi模块,WiFi软件、硬件研发团队10年努力,最终为物联网市场输出多款高性能的WiFi模块,用于视频传输的USB接口WiFi模块、用于数据透传的IoT WiFi模块、用于路由器方案的AP/Router WiFi模块、用于无人机远距离图传的大功率WiFi模块等,应用领域涵盖了物联网智能家居、智慧工厂、智能交通、无人机、智慧医疗等。

蓝牙模块:蓝牙模块按功能分为蓝牙数据模块和蓝牙语音模块,其中SKYLAB研发推出的BLE蓝牙模块属于蓝牙数据模块,仅支持数据传输,不支持音频传输。SKYLAB在2014年组建了蓝牙模块的研发团队,至今的研发成果也极为喜人,从单纯的BLE蓝牙模块产品、蓝牙方案延伸到时下备受关注的蓝牙室内定位方案。应用领域也是从智能穿戴、智能家居、智慧医疗延伸到物联网各个行业领域的室内定位应用中。

投资者提问:

1、与广和通、移远通信相比,公司的优势在哪里? 2、公司在国内市场的拓展情况如何

董秘回答(移为通信SZ300590):

您好!1、 广和通、移远通信属于我司的产业链上游厂商, 业务上没有太多可比性;公司的竞争优势在于:成熟的研发团队、较强的软硬件开发能力、性能稳定的产品及良好的售后服务等; 2、公司按照既定的策略和步骤拓展国内市场,具体情况可参考此前披露的半年报。 谢谢关注!


据了解,移远通信 为移为通信的上游, 但从其历年来的销售毛利率看,移为通信却是力压移远通信,看来作为移为通信的上游移远通信,并未取得更高的利润水平。

通过了解所知, 移远通信毛利率较低的主要原因是:由于芯片属于蜂窝通信模块的核心原材料,芯片的原材料采购额占所有原材料采购额的比例高达80%以上 。其中移远通信芯片供应商主要为高通公司、联发科等芯片厂商,高通公司采购额占所有原材料采购额的比重1915%,联发科采购额占所有原材料采购额的比重1008%。移远通信对上述两家的芯片采购量较大且占比较高,存在供应商集中的风险,同时由于芯片成本较高,直接导致了移远通信的销售毛利率低下。

值得注意的是无论是移远通信,还是移为通信,其二者历年来的毛利率皆双双呈现了逐年走低的现象, 这其中的主要原因是行内企业之间的业务竞争加剧所致,从而导致了销售毛利率的下滑。在竞争激烈的环境下, 两家公司以价取胜,营收规模能够保持逐年扩张着实不简单,这与其所对应的物联网下游需求强劲有着大大的关联。


M2M 产业链主要包括零部件供应商、设备商、平台开发商和 M2M 服务商。 公司作为设备商将不同功能的零部件集成在一起,并且与软件相结合提供面向客户的解决方案。 公司客户群体主要是全球各地的无线 M2M 服务商,通过租用电信运营商的网络来面向客户提供 M2M 服务,他们能够连接不同的运营商,形成全覆盖的 M2M 业务。平台开发商提供应用软件和应用平台以及嵌入式终端的软件。



公司当前主营业务为嵌入式无线 M2M 终端设备研发、销售业务 。产品主要用于各种动静物体追踪业务,主要产品可以分为:车载信息智能终端、资产管理信息智能终端、个人安全智能终端、动物溯源管理产品:

M2M 终端设备被嵌入车队车辆、物品,或置于自然人身上,采集位置信息、驾驶习惯、温度信息、湿度信息等相关信息,通过通信网络,将数据信息传送至 M2M 服务商服务器,M2M 信息需求客户通过终端登录平台软件,分析相关数据信息,实现精细化管理或者提供个人安全服务。


车载追踪通讯产品是公司的主要营收来源, 公司追求多元化发展,因此近年来车载业务的比例在逐年缩小,与之对应物品追踪业务占比逐年提升。2019 年上半年车载追踪通讯产品营收 150 亿元,贡献了 55%的营收。物品追踪通讯产品营收 096 亿元,营收占比为 35%。

动物溯源为主的其他主营业务营收 027 亿元,营收占比为 10%。

个人追踪通讯产品自公司建立以来营收占比便逐年缩小,至 2019 年上半年该项业务完全退出。


预计未来 2-3 年公司海外业务将进行持续扩张,成为利润最大来源;同时国内业务维持“前瞻布局、小规模卡位”的思路,为后续国内市场的开拓做准备


商用车载 M2M 终端设备主要应用于商用车管理和车辆保险行业。在商用车管理中嵌入式无线 M2M 终端设备主要应用于对车辆路线、工作状况监控、车辆调度、物流车队管理。

发达国家商用车管理的商业模式成熟,市场渗透率存在稳定提升的空间。 欧美发达国家是车队管理的前两大市场,根据 BergInsight 的预测,北美市场 2015 年全年发货量 580 万台,预计 2020 年将达 1270 万台,CAGR170%。 商用车使用无线 M2M 渗透率从 2015 年的 198%提升至 2020 年的 392%。欧盟地区 2015 年全年发货量 530 万台,预计2020 年将达 1060 万台,CAGR149%。商用车使用无线 M2M 渗透率从 2015 年的 181%提升至 2020 年的 344%。


UBI 车险主要在欧美地区运用,后装市场仍有很高的提升空间 。2018 年意大利 UBI 渗透率已达 16%,是全球 UBI渗透率最高的国家,这与意大利政策强制要求有关。2014 年全球渗透率 2%,欧洲和美国的渗透率只有 4%,PTOLEMUS 预计到 2020 年欧洲和美国渗透率将分别达到 19%和 26%。UBI 对嵌入式终端信息采集、信息传输的性能要求较高,而盗抢险对嵌入式终端采集驾驶习惯信息要求相对较少,但对于找回相关信息采集性能要求较高。基于以上险种特性,随着未来车辆保险市场的发展,理论上各种类型、各种应用的机动车辆均需安装嵌入式 M2M 终端。基于车辆保险的嵌入式 M2M 终端市场广阔


受 汽车 电子化和车联网发展推动,家用车嵌入式 M2M 发展有望启动。 家用车、轻型车等 汽车 目前使用嵌入式 M2M终端设备比例仍较少,随着新能源 汽车 和 汽车 电子化的普及,家用车车载追踪业务发展空间广阔,根据 GSMA 的统计,2012 年包括嵌入式设备、集成式设备、辅助连接设备在内的民用车全球 M2M 市场容量为 131 亿欧元,而到 2018年市场容量将达到 400 亿欧元。2018 年全球预计有近 3600 万新车将搭载嵌入式移动技术,渗透率达 31%,并远远超过其它连接方式的增长率,2025 年绝大多数新车都会前装连网。


政策推动海外车联网发展,带动家用车 M2M 设备发展。 2018 年 3 月起,欧盟地区销售的所有轻型车新车配装 eCall自动紧急呼叫系统。eCall 系统工作原理是通过在轻型车安装嵌入式 M2M 终端设备实现和公共系统的信息通信。一旦出现交通事故等情况,M2M 终端设备将自动把现场信息及时准确地传输到最近的公共安全应答服务点。有利于在发生严重事故的情况下节省大量救援时间。eCall 系统的标配能够促进 M2M 设备在民用车领域的渗透。带动民用车载 M2M 市场的发展。


与国外成熟市场相比,中国车载 M2M 设备的应用领域发展较晚,功能需求简单 。主要起到追踪、追查(TrackandTrace)作用,中国市场相当数量的 M2M 终端设备还属于低端设备。 汽车 厂商追踪、追查功能的 M2M 装置直接前装至 汽车 内部。

中国作为 汽车 大国,车联网时代有望弯道超车,车载 M2M 设备市场空间广阔。 未来随着 UBI、车队管理和家用车车载追踪业务的发展,M2M 设备市场空间有望进一步提升。根据 BergInsight 的研究报告,中国交通客车、卡车使用 M2M 终端的数量,将由 2014 年的 210 万台增长至 2019 年的 590 万台,复合增长率为 2295%。其中商业车辆(卡车、公共 汽车 )使用 M2M 渗透率,将由 2014 年的 9%提升至 2019 年的 198%。

公司在国内竞争策略以低成本抢占市场份额为发展目标。 目前业务集中于车辆管理、车队、物流、集装箱物品、融资租赁。目前国内后端 OBD 多用于追踪追查,功能拓展还在初级阶段,整体渗透率较低。因此公司也与国内车企建立联系,寻求导入 T-box 前装业务的机会。

通信模块内涵更广一些,包扩通讯模块在内都属于通信模块,通讯模块一般指语音了的传输、处理,而通信模块包括数字、语音等所有信息类处理和传输。无锡四点零物联网科技有限公司的物联网通讯模块比市场比同类模组节能30%以上,M2M节能通讯模组市场占有率达78%,因此被誉为M2M节能通讯模组领导品牌!

无锡四点零物联网科技有限公司坐落于美丽的太湖之滨-无锡新区(国家)物联网科技产业园,是一家专业为政府与企业提供融合通讯解决方案的公司。公司主营产品服务:物联网通讯模块、物联网通信模组、M2M通讯模组、物联网专用SIM卡。无锡四点零物联网科技有限公司的物联网通讯模块比市场比同类模组节能30%以上,M2M节能通讯模组市场占有率达78%,因此被誉为M2M节能通讯模组领导品牌!

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 目前涉及物联网运营的关键技术是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。


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