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        我們為什么需要物聯網?何為窄帶物聯網?

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        未來物聯網   發表于 2022-1-8 07:36:10   查看: 376 帖子

        1.為什么需要物聯網

        最近幾年,物聯網的概念非;鸨,和物聯網相關的技術,例如NB-IoT、LoRa、eMTC等,都頻繁地出現在我們的眼前,出現在新聞里,出現在展會上。其實,「物聯網」并不是一個新鮮詞,20年前就有這樣的叫法。而且,“物聯網很重要”、“物聯網一定會火”、“物聯網一定能改變世界”……類似這樣的言論,被翻來覆去說了很多年,大家也聽了很多年。

        我們為什么需要物聯網呢?

        人類誕生之日起,就有了通信。通信的歷史,和人類史一樣漫長?梢哉f,沒有它,就沒有人類社會。

        換句話說,人類發展史,就是通信技術的發展史。從烽火臺,到驛站,再到無線電報、固定電話、手機,都是通信技術。

        最近的幾十年里,通信技術的發展,已經基本將每一個人通過手機和互聯網連接起來。除欠發達地區外,“人均一部手機”的描述并不夸張?梢哉f,把每一個人連接起來的目標,已經基本實現了。接下來,通信技術會就此停歇嗎?顯然不會的。我們雖然實現了空前緊密的人類聯結,但還遠遠沒有實現世界的聯結。這個世界,除了“人”,還有“物”。這個“物”,既包括動物,也包括植物,還有所有沒有生命的物體。人連接的目的,是為了信息傳遞,物連接的目的,也是為了更快速的信息傳遞。人類更好地生存,更有效率地生產,都離不開高效率的工具來加速信息傳遞。從木棒石塊開始,到青銅鋼鐵,再到蒸汽機,再再到計算機。我們使用越來越多的工具,越來越發達的工具。

        交通工具的進化以前,沒有發達的工具和技術,一個人的控制能力非常有限——搬一個石頭、捕獲一條魚。今天,在發達的工具和技術的幫助下,一個人的能量和效率能得到最大的發揮。例如,只需要一個司機,就能駕駛一輛幾千噸重的貨車。通信工具也是通信工具,借助強大的通信網絡,可以無限擴大人類的控制邊界。人類能控制的已經不再是身邊的物體,而是遙遠的物體,或者龐大的系統。例如一個城市級的系統,甚至是一個國家級的系統。物聯網,就是這樣的工具,幫助你連接和控制萬物。

        迄今為止,二三十年都過去了。人們一直都在談論物聯網,一直在宣揚它的價值,但是,它也一直處于“叫好不叫座”的境地。為什么呢?不是因為需求不足,也不是因為資金不夠,而是因為技術沒有成熟。過去,我們所說的物聯網,是基于無線局域網(WLAN)技術的物聯網。物聯網終端,接入的是無線路由器或專門的網關設備。你家的攝像頭、門窗傳感器、智能燈,只能連接Wi-Fi,通過Wi-Fi進行控制,就和家里的PC電腦一樣。但是無線局域網(WLAN)應用場景也不是能完全滿足人們的需求,它耗電量較大、傳輸距離較短,對于工業場景是無法滿足的。

        于是,通訊技術發展向了另一類不以傳輸數據速度為目標,而是以長距離、低頻低耗傳輸見長的方式——窄帶物聯網。

        2.窄帶物聯網 NB-IoT(Narrow Band Internet of Things)

        窄帶物聯網(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)成為萬物互聯網絡的一個重要分支。NB-IoT構建于蜂窩網絡,只消耗大約180kHz的帶寬,可直接部署于GSM網絡、UMTS網絡或LTE網絡,以降低部署成本、實現平滑升級。

        NB-IoT是IoT領域一個新興的技術,支持低功耗設備在廣域網的蜂窩數據連接,也被叫作低功耗廣域網(LPWAN)。NB-IoT支持待機時間長、對網絡連接要求較高設備的高效連接。據說NB-IoT設備電池壽命可以提高至少10年,同時還能提供非常全面的室內蜂窩數據連接覆蓋。

        廣覆蓋,增益高,覆蓋面積大,信號質量好,網絡建設成本低!

        低功耗,一個電池用10年,擺脫了對電源和電線的依賴。徹底的無“線”!

        大連接,決定了它支持海量的終端,一個小區就能hold住幾萬個點!

        低成本,每個通訊模塊才幾十塊錢(將來甚至幾塊錢),價格便宜!

        是什么讓NB-IoT能做到這樣低的功率呢?這跟它自身的三種工作狀態密切相關,并且這三種狀態會根據不同的配置參數自動切換。

        一.Connected(連接態):

        模塊注冊入網后處于該狀態,可以發送和接收數據,無數據交互超過一段時間后會進入Idle模式,時間可配置。

        二.Idle(空閑態):

        可收發數據,且接收下行數據會進入Connected狀態,無數據交互超過一段時會進入PSM模式,時間可配置。

        三.PSM(節能模式):

        此模式下終端關閉收發信號機,不監聽無線側的尋呼,因此雖然依舊注冊在網絡,但信令不可達,無法收到下行數據,功率很小。

        持續時間由核心網配置(T3412),有上行數據需要傳輸或TAU周期結束時會進入Connected態。

        正是由于其三種模式的存在,讓待機十年成為了可完成的任務,因為NB-IoT自身具備的低功耗、廣覆蓋、低成本、大容量等優勢,使其可以廣泛應用于多種垂直行業,如遠程抄表、資產跟蹤、智能路燈、智慧農業等。

        現如今,5G的時代也已來臨,5GIoT的概念也被提出,各種技術互為補充,我們會有更加豐富、更加智能化的生活工作體驗。相信未來,萬物互聯遠不止我們現在設想的這些,時代演進,各種物聯網技術擦出的火花最后會變成怎樣的璀璨,讓我們拭目以待。
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