Για εξοικονόμηση κόστους υλοποίησης και διευκόλυνση των αναβαθμίσεων, Εφαρμογές NB-IoT που βασίζονται σε δίκτυα κινητής τηλεφωνίας, μπορεί να εφαρμοστεί απευθείας στο GSM, UMTS, ή δίκτυα LTE και χρησιμοποιεί μόνο εύρος ζώνης περίπου 180KHz. ο Διαδίκτυο των πάντων βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στην κυτταρική βάση Internet of Things στενής ζώνης (NB-IoT).
1. Τι είναι η τεχνολογία NB-IoT
NB-IoT, γνωστά και ως δίκτυα ευρείας περιοχής χαμηλής κατανάλωσης, είναι μια νέα τεχνολογία στον χώρο του IoT που επιτρέπει σε συσκευές χαμηλής κατανάλωσης να συνδέονται με δεδομένα κινητής τηλεφωνίας δίκτυα ευρείας περιοχής (LPWAN). Εκτός από την παροχή εκτεταμένης εσωτερικής κάλυψης σύνδεσης δεδομένων κινητής τηλεφωνίας, Οι συσκευές NB-IoT προβλέπεται να έχουν βελτιώσεις στη διάρκεια ζωής της μπαταρίας τουλάχιστον 10 χρόνια. Οι συσκευές που απαιτούν υψηλή ταχύτητα σύνδεσης δικτύου και μεγάλους χρόνους αναμονής μπορούν να συνδεθούν αποτελεσματικά χρησιμοποιώντας NB-IoT.
Έξυπνη κλειδαριά, έξυπνη πόλη, έξυπνος μετρητής νερού, έξυπνος μετρητής αερίου, έξυπνος ιχνηλάτης, έξυπνη αποθήκευση, και το έξυπνο φως του δρόμου είναι μερικά από τα τρέχοντα σενάρια εφαρμογών για το NB-IoT. Όλοι ζητούν να λάβει η πλατφόρμα τα αρχικά δεδομένα. Η πλατφόρμα cloud επιτρέπει την ενοποίηση δεδομένων μέσω της μονάδας NB και παραδίδει τα δεδομένα στους ανθρώπους για αποτελεσματική ανάλυση και χρήση δεδομένων.
2. Πώς λειτουργεί το NB-IoT Δουλειά?
Η ικανότητα του NB-IoT να λειτουργεί σε θορυβώδη περιβάλλοντα και σε χαμηλά επίπεδα σήματος είναι ζωτικής σημασίας, όπως και η ικανότητά του να εξοικονομεί διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Επιπροσθέτως, το NB-IoT έχει σχεδιαστεί για να στέλνει σύντομα μηνύματα και δεν χρειάζεται τη μετάδοση οπτικοακουστικού υλικού, τεράστια αρχεία, ή άλλους τύπους περιεχομένου.
Σε αυτή την προσέγγιση, πολλά φυσικά χαρακτηριστικά βοηθούν στην παροχή των βασικών χαρακτηριστικών:
- Το μέγιστο πλάτος ολόκληρου του NB IoTΗ ζώνη συχνοτήτων είναι ένα RB, 180 kHz;
- Η ασύρματη διαδρομή του εξοπλισμού του χρήστη έχει έναν μόνο πομπό, δέκτης, και κεραία;
- Η αποστολή και η λήψη γίνονται σε διαφορετικές χρονικές στιγμές, καθιστώντας αυτό ουσιαστικά ημιαμφίδρομη μετάδοση;
- Η ικανότητα μετάδοσης σε έναν υποφορέα προς την κατεύθυνση UL;
- Μόνο τα BPSK και QPSK χρησιμοποιούνται ως τύποι διαμόρφωσης;
- Συνεχής βελτίωση του σήματος εκπομπής (ενίσχυση της κάλυψης).
Μπορείτε να βελτιστοποιήσετε τη συσκευή και να τη χρησιμοποιήσετε με τη βοήθεια μιας λειτουργίας μετάδοσης ημιαμφίδρομης λειτουργίας, μια κεραία, και μια στενή ζώνη σε ένα RB. Άλλα πράγματα περιλαμβάνουν;
- Μειώστε την ισχύ που χρησιμοποιεί η CPU;
- Μειώστε τη χρήση ενέργειας;
- Συρρίκνωση σε μέγεθος;
- Φθηνότερα μηχανήματα;
- Διανομή ραδιοσυχνοτήτων:
Προμηθεύω NB-IoT με πόρους συχνότητας. Σχεδόν όλες οι ίδιες μπάντες με το 2G, 3σολ, και το 4G στη γραμμή "χαμηλή" μπορούν να χρησιμοποιηθούν για NB-IoT. Β3 (900MHz), Β8 (800MHz), και Β20 (800MHz) (1800MHz). Η χρήση «υψηλότερων» συχνοτήτων είναι άσκοπη λόγω της σημαντικής εξασθένησης του σήματος.
3. Τι χρησιμοποιείται το NB-IoT και για τις εφαρμογές NB-IoT
Έξυπνη πόλη
Η μεγάλη διάρκεια ζωής της μπαταρίας και η χαμηλότερη τιμή είναι οι στόχοι του NB-IoT. Είναι κατάλληλο για μη κινητά, χαμηλό όγκο δεδομένων, μη ευαίσθητη σε καθυστέρηση, ευαίσθητο στο κόστος, και πολύ μεγάλες τερματικές τάξεις μεγέθους. Ένας έξυπνος μετρητής, έξυπνο φως του δρόμου, και οι έξυπνες εφαρμογές πόλης σοφίας όπως τα καλύμματα οπών συντήρησης χαρακτηρίζονται από τον αριθμό, ευρεία διανομή, αδύναμη κινητικότητα, και ακρίβεια τοποθεσίας που δεν είναι ευαίσθητη στην επικαιρότητα τοποθεσίας που είναι επίσης καθημερινή. Ως εκ τούτου, ο ρυθμός και η χρονική καθυστέρηση είναι πιο ανεκτικός επειδή ο αριθμός τερματικού είναι πολύ υψηλός. Είναι συνήθως δύσκολο να πραγματοποιηθεί η τακτική συντήρηση τερματικού, και Είναι απαραίτητο να διατηρηθεί η κατάσταση τοποθέτησης και λειτουργίας των τερματικών, κάνοντας την τοποθέτηση NB-IoT τέλεια εφαρμογή.
Έξυπνη γεωργία
Σκεφτείτε την πρακτική της κτηνοτροφίας. Τα βοοειδή των βοσκών, πρόβατο, και τα άλογα διατηρούνται συχνά σε βοσκοτόπια μήκους δεκάδων χιλιομέτρων. Ορισμένα ζώα πρέπει να διατηρούνται για περισσότερο από δύο χρόνια, και οι κτηνοτρόφοι πρέπει να γνωρίζουν ανά πάσα στιγμή πού βρίσκονται τα ζώα τους. Ο παραδοσιακός εντοπισμός θέσης GPS έχει ασθενή τερματική αντοχή, γεγονός που καθιστά δύσκολη την επίτευξη δύο ετών ζωής και περιορίζεται από το περιβάλλον όταν η ορατότητα των δορυφόρων είναι χαμηλή. Η τελική επιμονή των βοοειδών εντός πέντε ετών από την τροφοδοσία ή η επίδραση της κλιματικής ορατότητας στη θέση των ζώων δεν είναι ζητήματα με την τοποθέτηση NB-IoT.
Έξυπνο φορετό
Μεταξύ φορητών gadgets, το NB-IoT είναι κατάλληλο για μακροχρόνια παρακολούθηση χρόνιων ασθενειών, ελέγχοντας, και παρακολούθηση ηλικιωμένων, παιδιά, και κατοικίδια, και άλλες συσκευές που δεν εξαρτώνται από smartphone. Η παρακολούθηση τοποθεσίας σε πραγματικό χρόνο μέσω NB-IoT είναι δυνατή τόσο για νέους όσο και για ηλικιωμένους. Μπορεί επίσης να εφαρμοστεί στο κολάρο τους για να μην περιπλανηθούν τα κατοικίδια ζώα. Τα αυτοκίνητα θα περιλαμβάνουν αντικλεπτικά χαρακτηριστικά για τον εντοπισμό και την παρακολούθηση της αλληλεπίδρασης δεδομένων λειτουργίας και τις δυνατότητες τηλεχειρισμού με την πλατφόρμα και τους χρήστες. Αυτό σχετίζεται επίσης με τα έξυπνα ποδήλατα που βασίζονται στην τεχνολογία NB-IoT.
Παρκάρετε με σύνεση
Ένα ανησυχητικό ζήτημα σε πολλές μεγάλες πόλεις είναι η πρόσβαση στο χώρο στάθμευσης. Από την μία, η αύξηση της κυκλοφορίας των μηχανοκίνητων οχημάτων οφείλεται στα αυτοκίνητα που αναζητούν θέσεις στάθμευσης, που φράζει τους δρόμους. Ωστόσο, Κάποιες θέσεις στάθμευσης είναι κενές και απλήρωτες αφού κανείς δεν θέλει να τις χρησιμοποιήσει. Αυτό το ζήτημα μπορεί να επιλυθεί με επιτυχία με την τοποθέτηση NB-IoT, που μπορεί επίσης να βοηθήσει τους οδηγούς να βρίσκουν γρήγορα θέσεις στάθμευσης και να τους δίνουν ακριβείς οδηγίες πλοήγησης. Για να συνειδητοποιήσουμε τον αντίκτυπο της έξυπνης στάθμευσης, σημαντική ποσότητα δεδομένων αισθητήρων σε πραγματικό χρόνο θα συνδεθεί με την πλατφόρμα διαχείρισης στάθμευσης και την οδήγηση των χρηστών ταυτόχρονα.
Χρήση του NB-IoT σε κτηνοτροφία
Υπάρχουν δύο σημαντικά είδη κτηνοτροφίας: αιχμάλωτος και ελεύθερος βεληνεκές, με τα βόρεια και δυτικά σύνορα της Κίνας να χρησιμεύουν ως κύριοι βοσκότοποι.
Η εξαιρετική ποιότητα του κρέατος από τα ζώα και το χαμηλότερο κόστος των ζωοτροφών είναι τα οφέλη της αποθήκευσης, αλλά η διαχείριση του ζωικού κεφαλαίου υποφέρει ως αποτέλεσμα.
- Ο πιο απλός τρόπος είναι η τεχνητή βοσκή. Ωστόσο, έχει σημαντικά μειονεκτήματα:
- Απαιτείται κάλτσα ειδικού ατόμου για τεχνητό σωλήνα, που καταναλώνει την εργασία.
- Η αιχμαλωσία είναι μια ανησυχία για την ασφάλεια και εκθέτει τους ανθρώπους σε επίθεση άγριων ζώων.
- Η συστηματική διαχείριση δεν είναι αποτελεσματική με την αποθήκευση σε αιχμαλωσία.
Αυτό το ζήτημα μπορεί να επιλυθεί χρησιμοποιώντας ένα σύστημα εντοπισμού θέσης κτηνοτροφίας GPS+GPRS. Αλλά αφού τα μοσχάρια και τα πρόβατα είναι τόσο μεγάλα, Η χωρητικότητα του σταθμού βάσης επικοινωνίας GPRS θα είναι ανεπαρκής, και η διάρκεια ζωής της μπαταρίας θα είναι επίσης ένα πρόβλημα. Επιπλέον, οι φάρμες είναι πιο μακριά, γεγονός που καθιστά την ποιότητα του σήματος απρόβλεπτη.
- Εφαρμογή NB-IoT σε απομακρυσμένη ανάγνωση μετρητή
Κάθε σπίτι χρησιμοποιεί μετρητή νερού, που είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με την καθημερινότητά μας.
Τα στατιστικά στοιχεία χειροκίνητης ανάγνωσης μετρητών από πόρτα σε πόρτα είναι ο πιο απλός τρόπος. Η χειροκίνητη ανάγνωση του μετρητή έχει πολλά μειονεκτήματα καθώς ο πολιτισμός έχει προχωρήσει:
- Αναποτελεσματικότητα
- Υψηλό κόστος εργασίας
- Τα σφάλματα είναι κοινά στα καταγεγραμμένα δεδομένα.
- Οι ιδιοκτήτες είναι προσεκτικοί με τους επισκέπτες και δεν τους αφήνουν να μπουν
- Δύσκολη διαχείριση και συντήρηση
Ετσι, Δημιουργήθηκε η ένδειξη απομακρυσμένου μετρητή GPRS. Αντιμετωπίζει πολλά προβλήματα με τη χειροκίνητη ένδειξη του μετρητή. Είναι πιο ασφαλές, πιο αποτελεσματικό, και πιο σύγχρονη από τη χειροκίνητη τεχνολογία ανάγνωσης μετρητών.
4. Λύση NB-IoTμικρό
Χαμηλή τιμή
Ένα χαρακτηριστικό του NB-IoT είναι ότι μπορεί να εγκατασταθεί γρήγορα και φθηνά στο τρέχον δίκτυο ενός χειριστή. Για NB-IoT, υπάρχουν τρεις μέθοδοι ανάπτυξης. Πρώτα, Η ανεξάρτητη ανάπτυξη επιτρέπει στο NB-IoT να λειτουργεί ανεξάρτητα από το υπάρχον Δίκτυο LTE. Δεδομένου ότι το εύρος ζώνης καναλιού 200 KHz του GSM είναι περισσότερο από επαρκές για να καλύψει το εύρος ζώνης των 180 KHz του NB-IoT, αυτή η τεχνολογία είναι κατάλληλη για την εκ νέου καλλιέργεια του φάσματος GSM.
Μικρή χρήση ενέργειας
Μια κοινή τεχνική τηλεειδοποίησης στα κινητά τηλέφωνα είναι η DRX. Το NB-IoT έχει δημιουργήσει δύο διακριτές λειτουργίες, eDRX και PSM, για να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις διαφόρων περιστάσεων. Οι αναγνώστες πρέπει να κατανοήσουν το σχήμα DRX για να μπορέσει να εξηγηθεί το σχήμα eDRX. Αν σταματήσεις να το σκέφτεσαι, ακόμη και υπό ιδανικές συνθήκες, πώς μπορεί το τηλέφωνο να είναι σίγουρο ότι ακούει τον τηλεειδοποιητή? Με τον ίδιο τρόπο που ένας συγκεντρωμένος μαθητής στην τάξη περιμένει τον εκπαιδευτή να τον καλέσει να απαντήσει σε μια ερώτηση, Αυτό ισοδυναμεί με το να διατηρείτε το τηλέφωνό σας έτοιμο για σελιδοποίηση κάθε δευτερόλεπτο της ημέρας.
Ωστόσο, Η αναμονή για μια σελίδα κάθε δευτερόλεπτο κάθε μέρα σε ένα κινητό τηλέφωνο καταναλώνει μεγάλη διάρκεια ζωής της μπαταρίας. Σαν άποτέλεσμα, προγραμματιστές δημιούργησαν την τεχνική ασυνεχούς λήψης DRX. Το κινητό τηλέφωνο θα μεταβαίνει σε κατάσταση IDLE μετά από κάθε σελιδοποίηση, και μετά θα σβήσει τον δέκτη, ακριβώς όπως κάνουν οι μαθητές όταν κοιμούνται στην τάξη. Ο κύκλος DRX στη λειτουργία DRX είναι το διάστημα μεταξύ των κλήσεων. Η διάρκεια των κύκλων DRX είναι 1,28 δευτερόλεπτα, 2.56μικρό, 5.12μικρό, και 10,24 δευτ.
Σούπερ εξώφυλλο
Το NB-IoT προορίζεται να προσφέρει ενίσχυση κάλυψης 20dB μέσω GPRS όσον αφορά την κάλυψη. Το NB-IoT μπορεί να επιτύχει τριπλάσιο εύρος GPRS και να διαπεράσει δύο περισσότερα εμπόδια από αυτό GPRS εάν τα δεδομένα παραδίδονται διαφορετικά. Ποιες βασικές αρχές NB-IoT επιτρέπουν εξαιρετική κάλυψη? Όταν είναι απαραίτητο να διαφοροποιηθεί το πάνω και το κάτω. Από την οπτική γωνία της κατερχόμενης ζεύξης, Βελτιώνει κυρίως τη συνέπεια μετάδοσης μέσω επαναλαμβανόμενης μετάδοσης για να κερδίσει σημαντικά.
Εγώαπίστευτη σύνδεση
Η σύνδεση Supersize είναι η τελευταία δυνατότητα, αλλά πώς λειτουργεί? Οι αναγνώστες μπορεί να αναρωτηθούν τι διακρίνει το μοντέλο κυκλοφορίας ενός τερματικού Internet of Things από ένα κινητό τηλέφωνο. Το Διαδίκτυο των Πραγμάτων έχει μεγάλο αριθμό αεροδρομίων, αλλά αφού κάθε τερματικό στέλνει μόνο μικροσκοπικά πακέτα, δεν επηρεάζονται από την απαίτηση καθυστέρησης. Κάθε συσκευή πρέπει να έχει επικοινωνία υψηλής ποιότητας για να επικοινωνήσει με το σταθμό βάσης 4G, το οποίο πρέπει να εγγυάται την ποιότητα επικοινωνίας όλων των χρηστών εντός της επικράτειας του σταθμού βάσης. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα κινητά τηλέφωνα μπορούν να έχουν μόνο έναν συγκεκριμένο αριθμό χρηστών εντός μιας περιοχής σταθμού βάσης. Ωστόσο, δεδομένου ότι ένα σημαντικό ποσοστό συσκευών παραμένει ανενεργό, οι απαιτήσεις ποιότητας επικοινωνίας για συσκευές IoT δεν είναι τόσο αυστηρές, επιτρέποντάς τους να φτάσουν σε περισσότερα τερματικά εντός της ίδιας περιοχής σταθμών βάσης και να υποστηρίζουν έως 50,000 Συσκευές IoT.
5. Τάση ανάπτυξης NB-IoT
Η ιδέα του κλάδου των τηλεπικοινωνιών για την αγορά του Διαδικτύου των Πραγμάτων είναι υπεύθυνη για την εμφάνιση του NB-IoT, που δεν ήταν ατύχημα. Οι περισσότερες συσκευές που είναι συνδεδεμένες στο Διαδίκτυο (IoT) έχουν χρησιμοποιήσει Wi-Fi, Bluetooth, και άλλες προσβάσιμες τεχνολογίες σύνδεσης τα τελευταία δέκα χρόνια λόγω του παραδοσιακού 2G, 3σολ, και τα δίκτυα 4G δεν μπορούν να υποστηρίξουν τις απαιτήσεις χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας και χαμηλού κόστους των συσκευών IoT. Αυτό καθιστά δύσκολο για τους τηλεπικοινωνιακούς φορείς να πραγματοποιήσουν κέρδη. Η οικονομία οδηγεί την τεχνολογία.
Παρά το γεγονός ότι είναι κυτταρικές τεχνολογίες, NB-IoT και 2/3/4/5σολ έχουν βελτιωμένα πρωτόκολλα επικοινωνίας που τα καθιστούν πιο κατάλληλα για συγκεκριμένες εφαρμογές IoT. Η κατανάλωση ενέργειας μπορεί να είναι βασικός δείκτης για το Internet of Things (IoT) συσκευές, και το NB-IoT έχει σημειώσει μεγάλη πρόοδο σε αυτόν τον τομέα σε σύγκριση με προηγούμενες τεχνολογίες κινητής τηλεφωνίας.
Για παράδειγμα, εφαρμογές για το Διαδίκτυο των Πραγμάτων μπορούν να συνδεθούν στο δίκτυο όπως απαιτείται, καθώς δεν χρειάζεται να είναι συνεχώς συνδεδεμένοι. Πρέπει να κοιμούνται όταν δεν συνδέονται τακτικά, που μπορεί να μειώσει σημαντικά τη χρήση ενέργειας. Ένας μηχανισμός αφύπνισης πρέπει να ενεργοποιείται όταν ένα μηχάνημα κοιμάται, απαιτώντας από τον πομπό ή τον δέκτη να ακούσει το σήμα της άλλης πλευράς. Ο τρόπος με τον οποίο σχεδιάζεται αυτή η ακρόαση και πώς εφαρμόζεται είναι ζωτικής σημασίας για τη χρήση ενέργειας.
Η κατανάλωση ενέργειας είναι επίσης ένας παράγοντας σε πρωτόκολλα μετάδοσης που είναι προσανατολισμένα στη σύνδεση, όπως το TCP. Απαιτείται μια τριπλή χειραψία για να διασφαλιστεί η αξιοπιστία της σύνδεσης, που επιμηκύνει το χρόνο σύνδεσης και, αναπάντεχα, αυξάνει την κατανάλωση ρεύματος. Ωστόσο, ένας μόνο σύνδεσμος χρησιμοποιεί λιγότερη ενέργεια επειδή το UDP δεν το χρειάζεται.
Η απόσταση ασύρματης κάλυψης στην ασύρματη επικοινωνία επηρεάζεται σημαντικά από την ισχύ εκπομπής και την ευαισθησία λήψης. Για μείωση της κατανάλωσης ρεύματος, Είναι επίσης σημαντικό να μειωθεί η ισχύς εκπομπής του πομπού και να αυξηθεί η ευαισθησία λήψης του δέκτη όσο το δυνατόν περισσότερο στην ίδια απόσταση κάλυψης. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί με την τροποποίηση του φάσματος εξάπλωσης, τη λειτουργία διαμόρφωσης, και άλλα στοιχεία.
Δεδομένου ότι το φυσικό περιβάλλον είναι πολύ περίπλοκο, τα ραδιοκύματα πρέπει να μπορούν να ξεπεράσουν ορισμένα εμπόδια. Η ικανότητα να ξεπεραστούν τα εμπόδια βελτιώνεται αυξάνοντας το μήκος κύματος και μειώνοντας τη συχνότητα. Στην πραγματικότητα, η κατανάλωση ενέργειας των ραδιοκυμάτων χαμηλής συχνότητας μπορεί να μειωθεί με την ίδια κάλυψη απόστασης όσο πιο εκτεταμένη είναι η απόσταση κάλυψης με την ίδια ισχύ εκπομπής.
