Per risparmiare sui costi di implementazione e facilitare gli aggiornamenti, Applicazioni NB-IoT basate su reti cellulari, può essere implementato direttamente su GSM, UMTS, o reti LTE e utilizza solo una larghezza di banda di circa 180 KHz. IL Internet di tutto fa molto affidamento sul cellulare Internet delle cose a banda stretta (NB-IoT).
1. Cos'è la tecnologia NB-IoT
NB-IoT, note anche come reti geografiche a basso consumo, è una nuova tecnologia nello spazio IoT che consente ai dispositivi a basso consumo di connettersi ai dati cellulari reti geografiche (LPWAN). Oltre a offrire un'ampia copertura della connessione dati cellulare interna, Si prevede che i dispositivi NB-IoT avranno miglioramenti della durata della batteria di almeno 10 anni. I dispositivi che richiedono un'elevata velocità di connessione di rete e lunghi tempi di standby possono essere collegati in modo efficace utilizzando NB-IoT.
Serratura intelligente, città intelligente, contatore dell'acqua intelligente, contatore del gas intelligente, localizzatore intelligente, archiviazione intelligente, e l'illuminazione stradale intelligente sono alcuni degli attuali scenari applicativi per NB-IoT. Tutti chiedono che la piattaforma riceva i dati originali. La piattaforma cloud consente l'integrazione dei dati tramite il modulo NB e fornisce i dati alle persone per un'analisi e un utilizzo efficienti dei dati.
2. Come funziona NB-IoT Lavoro?
La capacità di NB-IoT di funzionare in ambienti rumorosi e a bassi livelli di segnale è fondamentale, così come la sua capacità di prolungare la durata della batteria. Inoltre, l'NB-IoT è progettato per inviare messaggi brevi e non necessita della trasmissione di materiale audiovisivo, file enormi, o altri tipi di contenuti.
In questo approccio, diverse caratteristiche fisiche aiutano a fornire le caratteristiche essenziali:
- La larghezza massima dell'intero NB IoTLa banda di frequenza di è un RB, 180 kHz;
- Il percorso radio dell’apparecchiatura dell’utente ha un unico trasmettitore, ricevitore, e antenna;
- L'invio e la ricezione avvengono in momenti diversi, rendendola essenzialmente una trasmissione half-duplex;
- La capacità di trasmettere su una sottoportante in direzione UL;
- Come tipi di modulazione vengono utilizzati solo BPSK e QPSK;
- Miglioramento continuo del segnale trasmesso (miglioramento della copertura).
È possibile semplificare il dispositivo e utilizzarlo con l'aiuto di una modalità di trasmissione half-duplex, un'antenna, e una banda stretta in un RB. Altre cose includono;
- Ridurre la potenza utilizzata dalla CPU;
- Riduci il consumo di energia;
- Riduci le dimensioni;
- Macchinari più economici;
- Distribuzione delle radiofrequenze:
Fornire NB-IoT con risorse di frequenza. Quasi tutte le stesse bande del 2G, 3G, e il 4G nella barra “bassa” sono utilizzabili per NB-IoT. B3 (900MHz), B8 (800MHz), e B20 (800MHz) (1800MHz). Usare frequenze “più alte” è inutile a causa della sostanziale attenuazione del segnale.
3. A cosa serve NB-IoT e applicazioni NB-IoT
Città intelligente
Lunga durata della batteria e prezzo più basso sono gli obiettivi di NB-IoT. È appropriato per i non mobili, basso volume di dati, insensibile al ritardo, sensibile ai costi, e applicazioni terminali di ordini di grandezza molto grandi. Un contatore intelligente, lampione intelligente, e le applicazioni intelligenti della città della saggezza come le coperture dei fori di manutenzione sono caratterizzate dal numero, ampia distribuzione, mobilità debole, e precisione della posizione che non è sensibile alla tempestività della posizione, anch'essa giornaliera. Quindi, la velocità e il ritardo sono più tolleranti perché il numero del terminale è molto alto. In genere è difficile eseguire la manutenzione ordinaria del terminale, ed è necessario mantenere la collocazione e lo stato operativo dei terminali, rendendo il posizionamento NB-IoT una soluzione perfetta.
Agricoltura intelligente
Consideriamo la pratica dell’allevamento degli animali. Il bestiame dei pastori, pecora, e i cavalli vengono spesso mantenuti in pascoli lunghi decine di chilometri. Alcuni animali devono essere tenuti per più di due anni, e gli allevatori devono essere sempre consapevoli di dove si trova il loro bestiame. Il posizionamento GPS tradizionale ha una resistenza terminale debole, il che rende difficile raggiungere due anni di durata utile ed è limitato dall'ambiente quando la visibilità satellitare è bassa. La persistenza terminale del bestiame entro cinque anni dallo stoccaggio o l’effetto della visibilità climatica sulla posizione del bestiame non sono problemi con il posizionamento NB-IoT.
Indossabile intelligente
Tra i gadget indossabili, l'NB-IoT è appropriato per il monitoraggio delle malattie croniche a lungo termine, controllando, e monitorare gli anziani, bambini, e animali domestici, e altri dispositivi che non dipendono dagli smartphone. Il rilevamento della posizione in tempo reale tramite NB-IoT è possibile sia per i giovani che per gli anziani. Può anche essere applicato sui collari per impedire agli animali domestici di allontanarsi. Le auto includeranno funzionalità antifurto per localizzare e monitorare l'interazione dei dati operativi e funzionalità di controllo remoto con la piattaforma e gli utenti. Ciò vale anche per le bici intelligenti basate sulla tecnologia NB-IoT.
Parcheggia saggiamente
Un problema preoccupante in molte grandi città è l’accesso ai parcheggi. Da un lato, l'aumento del traffico automobilistico è dovuto alla ricerca di un parcheggio da parte delle auto, che intasa le strade. Tuttavia, alcuni parcheggi sono liberi e non occupati poiché nessuno vuole utilizzarli. Questo problema può essere risolto con successo mediante il posizionamento NB-IoT, che può anche aiutare gli automobilisti a trovare velocemente parcheggi e fornire loro precise indicazioni di navigazione. Realizzare l’impatto del parcheggio intelligente, una quantità significativa di dati provenienti da sensori in tempo reale sarà collegata alla piattaforma di gestione dei parcheggi e alla guida degli utenti contemporaneamente.
Utilizzo di NB-IoT in allevamento di animali
Esistono due tipi significativi di allevamento di animali: in cattività e in libertà, con i confini settentrionali e occidentali della Cina che fungono da pascoli principali.
L'eccellente qualità della carne di bestiame e i minori costi di alimentazione sono i vantaggi dell'allevamento, ma la gestione del bestiame ne risente.
- Il modo più semplice è il pascolo artificiale. Tuttavia, presenta notevoli inconvenienti:
- Per il tubo artificiale è necessaria una calza da persona speciale, che consuma manodopera.
- L'immagazzinamento in cattività costituisce un problema di sicurezza ed espone le persone all'assalto di animali selvatici.
- La gestione sistematica non è efficace con lo stoccaggio vincolato.
Questo problema può essere risolto utilizzando un sistema di posizionamento zootecnico GPS+GPRS. Ma poiché i vitelli e le pecore sono così grandi, La capacità della stazione base di comunicazione GPRS sarà inadeguata, e anche la durata della batteria sarà un problema. Inoltre, le fattorie sono più lontane, che rende la qualità del segnale imprevedibile.
- Applicazione NB-IoT in lettura contatori a distanza
Ogni casa utilizza un contatore dell'acqua, che è fortemente legato alla nostra vita quotidiana.
Le statistiche manuali sulla lettura dei contatori porta a porta sono il modo più semplice. La lettura manuale dei contatori presenta diversi inconvenienti con l’avanzare della civiltà:
- Inefficacia
- Alto costo della manodopera
- Gli errori sono comuni nei dati registrati.
- I proprietari sono cauti nei confronti dei visitatori e non li lasciano entrare
- Gestione e manutenzione difficili
Così, Nasce la telelettura GPRS. Risolve diversi problemi relativi alla lettura manuale dei contatori. È più sicuro, più efficiente, e più moderna della tecnologia di lettura manuale dei contatori.
4. Soluzione NB-IoTS
Prezzo basso
Una caratteristica di NB-IoT è che può essere installato in modo rapido ed economico all’interno dell’attuale rete di un operatore. Per NB-IoT, ci sono tre metodi di distribuzione. Primo, la distribuzione indipendente consente a NB-IoT di operare indipendentemente dall'esistente Rete LTE. Poiché la larghezza di banda del canale di 200 KHz del GSM è più che adeguata per soddisfare la larghezza di banda di 180 KHz di NB-IoT, questa tecnologia è adatta alla ricoltivazione dello spettro GSM.
Consumo energetico ridotto
Una tecnica di cercapersone comune sui telefoni cellulari è DRX. NB-IoT ha creato due modalità distinte, eDRX e PSM, per soddisfare le esigenze di varie circostanze. I lettori devono comprendere lo schema DRX prima che lo schema eDRX possa essere spiegato. Se smetti di considerarlo, anche in condizioni ideali, come può il telefono essere sicuro di sentire il cercapersone?? Allo stesso modo in cui uno studente concentrato in classe aspetta che l'istruttore lo chiami per rispondere a una domanda, questo equivale a tenere il telefono pronto per essere cercato ogni secondo della giornata.
Tuttavia, attendere una pagina ogni secondo di ogni giorno su un telefono cellulare consuma molta batteria. Di conseguenza, i programmatori hanno creato la tecnica di ricezione discontinua DRX. Il telefono cellulare entrerà nello stato IDLE dopo ogni cercapersone, e poi spegnerà il ricevitore, proprio come fanno gli studenti quando dormono in classe. Il ciclo DRX in modalità DRX è l'intervallo tra le chiamate. La durata dei cicli DRX è 1,28 s, 2.56S, 5.12S, e 10:24.
Copertura eccellente
NB-IoT è progettato per fornire un aumento di copertura di 20 dB rispetto al GPRS in termini di copertura. NB-IoT può raggiungere una portata tre volte superiore a quella del GPRS e superare due barriere in più GPRS se i dati vengono forniti diversamente. Quali principi fondamentali di NB-IoT consentono una copertura eccezionale? Quando è necessario differenziare l'alto e il basso. Dal punto di vista del downlink, migliora principalmente la coerenza della trasmissione tramite trasmissioni ripetute per guadagnare in modo più significativo.
IOconnessione incredibile
La connessione Supersize è l'ultima caratteristica, ma come funziona? I lettori potrebbero chiedersi cosa distingue il modello di traffico di un terminale Internet of Things da quello di un telefono cellulare. L’Internet delle cose ha un gran numero di aeroporti, ma poiché ciascun terminale invia solo pacchetti di piccole dimensioni, non sono interessati dal requisito del ritardo. Ogni dispositivo deve avere una comunicazione di alta qualità per poter contattare la stazione base 4G, che deve garantire la qualità della comunicazione di tutti gli utenti all'interno del territorio della stazione base. Per questo motivo i telefoni cellulari possono avere solo un determinato numero di utenti all'interno dell'area della stazione base. Tuttavia, poiché una percentuale significativa di dispositivi rimane inattiva, i requisiti di qualità della comunicazione per i dispositivi IoT non sono così rigidi, consentendo loro di raggiungere più terminali all'interno della stessa portata della stazione base e supportare fino a 50,000 Dispositivi IoT.
5. Tendenza di sviluppo dell’NB-IoT
Il concetto del mercato dell’Internet of Things del settore delle telecomunicazioni è responsabile dell’emergere di NB-IoT, il che non è stato un incidente. La maggior parte dei dispositivi connessi a Internet (IoT) hanno utilizzato il Wi-Fi, Bluetooth, e altre tecnologie accessibili per connettersi negli ultimi dieci anni perché tradizionali 2G, 3G, e le reti 4G non possono supportare la bassa dissipazione di potenza e i requisiti di basso costo dei dispositivi IoT. Ciò rende difficile per gli operatori di telecomunicazioni realizzare profitti. L’economia guida la tecnologia.
Pur essendo tecnologie cellulari, NB-IoT e 2/3/4/5G hanno migliorato i protocolli di comunicazione che li rendono più adatti a specifiche applicazioni IoT. Il consumo energetico può essere un indicatore chiave per l’Internet delle cose (IoT) dispositivi, e NB-IoT ha fatto grandi progressi in questo settore rispetto alle precedenti tecnologie cellulari.
Ad esempio, applicazioni per l’Internet delle cose possono connettersi alla rete secondo necessità poiché non devono essere sempre online. Hanno bisogno di dormire quando non sono regolarmente connessi, che potrebbero ridurre significativamente il loro consumo energetico. Un meccanismo di riattivazione deve attivarsi quando una macchina è in modalità di sospensione, richiedendo al trasmettitore o al ricevitore di ascoltare il segnale dell'altro lato. Il modo in cui questo ascolto è progettato e come viene implementato è fondamentale per il consumo di energia.
Anche nei protocolli di trasmissione orientati alla connessione come TCP il consumo energetico è un fattore determinante. Per garantire l’affidabilità della connessione è necessario un handshake a tre vie, che allunga il tempo di connessione e, non sorprende, aumenta il consumo di energia. Tuttavia, un singolo collegamento consuma meno energia perché UDP non ne ha bisogno.
La distanza di copertura wireless nella comunicazione wireless è notevolmente influenzata dalla potenza di trasmissione e dalla sensibilità di ricezione. Per ridurre il consumo energetico, è inoltre fondamentale abbassare il più possibile la potenza di trasmissione del trasmettitore ed aumentare la sensibilità di ricezione del ricevitore a parità di distanza di copertura. Ciò può essere ottenuto modificando lo spettro di diffusione, la modalità di modulazione, e altri elementi.
Poiché l'ambiente del mondo naturale è molto complicato, le onde radio devono essere in grado di superare determinati ostacoli. La capacità di superare le barriere viene migliorata aumentando la lunghezza d'onda e diminuendo la frequenza. In Attualità, il consumo energetico delle onde radio a bassa frequenza potrebbe essere ridotto a parità di distanza di copertura quanto più estesa è la distanza di copertura con la stessa potenza di trasmissione.
