(Smalband IoT)NB-IoT-toepassingen, Oplossingen en gebruiksscenario's

Om implementatiekosten te besparen en upgrades te faciliteren, NB-IoT-toepassingen gebaseerd op mobiele netwerken, kan direct worden geïmplementeerd GSM, UMTS, of LTE-netwerken en gebruikt slechts ongeveer 180 kHz bandbreedte. De Internet van alles is sterk afhankelijk van de cellulaire basis Narrowband-internet der dingen (NB-IoT).

1. Wat is NB-IoT-technologie

NB-IoT, ook bekend als Wide Area Networks met laag vermogen, is een nieuwe technologie in de IoT-ruimte waarmee apparaten met een laag energieverbruik verbinding kunnen maken met mobiele data Wide Area-netwerken (LPWAN). Naast het bieden van uitgebreide dekking voor mobiele dataverbindingen binnenshuis, Er wordt voorspeld dat NB-IoT-apparaten een batterijlevensduur van minimaal zullen hebben 10 jaren. Apparaten die een hoge netwerkverbindingssnelheid en lange standby-tijden vereisen, kunnen effectief worden verbonden met behulp van NB-IoT.

Slim slot, slimme stad, slimme watermeter, slimme gasmeter, slimme tracker, slimme opslag, en slimme straatverlichting zijn enkele van de huidige toepassingsscenario's voor NB-IoT. Ze vragen allemaal dat het platform de originele gegevens ontvangt. Het cloudplatform maakt data-integratie mogelijk via de NB-module en levert de data aan mensen voor efficiënte data-analyse en -gebruik.

2. Hoe werkt NB-IoT Werk?

Het vermogen van NB-IoT om te functioneren in luidruchtige omgevingen en bij lage signaalniveaus is cruciaal, evenals het vermogen om de levensduur van de batterij te verlengen. Aanvullend, de NB-IoT is ontworpen om korte berichten te verzenden en heeft geen overdracht van audiovisueel materiaal nodig, enorme bestanden, of andere soorten inhoud.

Bij deze aanpak, verschillende fysieke kenmerken helpen bij het verschaffen van de essentiële kenmerken:

• De maximale breedte van het NB-geheel IoT's frequentieband is één RB, 180 kHz;
• Het radiopad van de apparatuur van de gebruiker heeft één enkele zender, ontvanger, en antenne;
• Verzenden en ontvangen vinden op verschillende tijdstippen plaats, waardoor dit in wezen een half-duplex transmissie is;
• De capaciteit om te zenden op een hulpdraaggolf in de UL-richting;
• Alleen BPSK en QPSK worden gebruikt als modulatietypes;
• Voortdurende verbetering van het uitzendsignaal (dekkingsverbetering).

U kunt het apparaat stroomlijnen en gebruiken met behulp van een half-duplex transmissiemodus, een antenne, en een smalband in een RB. Andere dingen omvatten;

1. Verminder het stroomverbruik van de CPU;
2. Verminder uw energieverbruik;
3. Krimpen in omvang;
4. Goedkopere machines;
5. Verdeling van radiofrequenties:

Voorzien NB-IoT met frequentiebronnen. Bijna allemaal dezelfde banden als 2G, 3G, en 4G in de “lage” balk zijn bruikbaar voor NB-IoT. B3 (900MHz), B8 (800MHz), en B20 (800MHz) (1800MHz). Het gebruik van “hogere” frequenties is zinloos vanwege de aanzienlijke signaalverzwakking.

3. Waar wordt NB-IoT voor gebruikt en NB-IoT-toepassingen

Slimme stad

Een lange batterijduur en de laagste prijs zijn de doelstellingen van NB-IoT. Het is geschikt voor niet-mobiel, laag datavolume, vertragingsongevoelig, kostengevoelig, en zeer grote terminal-ordes van grootte-toepassingen. Een intelligente meter, intelligente straatverlichting, en intelligente stadstoepassingen zoals onderhoudsgatafdekkingen worden gekenmerkt door het aantal, brede verspreiding, zwakke mobiliteit, en locatieprecisie die niet gevoelig is voor de tijdigheid van de locatie, die ook dagelijks is. Vandaar, de snelheids- en tijdvertraging is toleranter omdat het terminalnummer erg hoog is. Het uitvoeren van routinematig terminalonderhoud is doorgaans een uitdaging, en Het is noodzakelijk om de plaatsing en operationele staat van terminals te behouden, waardoor NB-IoT-positionering uitstekend past.

Slimme landbouw

Denk eens aan de praktijk van de veehouderij. Het vee van de herders, schaap, en paarden worden vaak gehouden in tientallen kilometers lange weilanden. Sommige dieren moeten langer dan twee jaar gehouden worden, en boeren moeten te allen tijde op de hoogte zijn van de verblijfplaats van hun vee. Traditionele GPS-positionering heeft een zwak terminaluithoudingsvermogen, wat het een uitdaging maakt om een ​​levensduur van twee jaar te bereiken en wordt beperkt door de omgeving wanneer de satellietzichtbaarheid laag is. De persistentie van vee binnen vijf jaar na uitzet of het effect van klimaatzicht op de locatie van vee zijn geen problemen met NB-IoT-positionering.

Slim draagbaar

Onder draagbare gadgets, het NB-IoT is geschikt voor langdurige monitoring van chronische ziekten, controlerend, en het volgen van ouderen, kinderen, en huisdieren, en andere apparaten die niet afhankelijk zijn van smartphones. Realtime locatietracking via NB-IoT is mogelijk voor zowel jongeren als ouderen. Het kan ook op hun halsbanden worden aangebracht om te voorkomen dat huisdieren afdwalen. De auto's zullen antidiefstalfuncties bevatten voor het lokaliseren en volgen van de interactie tussen bedieningsgegevens en mogelijkheden voor afstandsbediening met het platform en gebruikers. Dit is ook relevant voor slimme fietsen op basis van NB-IoT-technologie.

Parkeer verstandig

Een verontrustend probleem in veel grote steden is de toegang tot parkeren. Aan de ene kant, de toename van het autoverkeer is het gevolg van auto's die op zoek zijn naar een parkeerplaats, waardoor de wegen verstopt raken. Echter, sommige parkeerplaatsen staan ​​leeg en staan ​​leeg omdat niemand er gebruik van wil maken. Dit probleem kan met succes worden opgelost door NB-IoT-positionering, die bestuurders ook kunnen helpen bij het snel vinden van parkeerplaatsen en het geven van nauwkeurige navigatie-aanwijzingen. Om de impact van slim parkeren te realiseren, een aanzienlijke hoeveelheid realtime sensorgegevens zal worden gekoppeld aan het parkeerbeheerplatform en tegelijkertijd gebruikers aansturen.

Gebruik van NB-IoT in Veeteelt

Er zijn twee belangrijke soorten veehouderij: gevangenschap en vrije uitloop, waarbij de noordelijke en westelijke grenzen van China als voornaamste weidegronden dienen.

De uitstekende kwaliteit van het vlees van de veehouderij en de lagere voerkosten zijn de voordelen van veebezetting, maar het beheer van het vee lijdt daaronder.

• De meest eenvoudige manier is kunstmatige begrazing. Echter, het heeft aanzienlijke nadelen:
• Voor kunstslangen zijn speciale kousen nodig, wat arbeid kost.
• Het dragen van gevangenschap is een veiligheidsrisico en stelt mensen bloot aan aanvallen door wilde dieren.
• Systematisch beheer is niet effectief bij het in gevangenschap houden van dieren.

Dit probleem kan worden opgelost door gebruik te maken van een GPS+GPRS-positioneringssysteem voor de veehouderij. Maar omdat kalveren en schapen zo groot zijn, De capaciteit van het GPRS-communicatiebasisstation zal onvoldoende zijn, en de levensduur van de batterij zal ook een probleem zijn. In aanvulling, de boerderijen liggen verder weg, waardoor de signaalkwaliteit onvoorspelbaar wordt.

• NB-IoT-toepassing in meteruitlezing op afstand

Ieder huis maakt gebruik van een watermeter, die sterk verbonden is met ons dagelijks leven.

Handmatige meteropnemingsstatistieken van deur tot deur zijn de meest eenvoudige manier. Handmatige meteruitlezing heeft verschillende nadelen naarmate de beschaving vordert:

• Ineffectiviteit
• Hoge arbeidskosten
• Fouten komen vaak voor in geregistreerde gegevens.
• Eigenaren zijn voorzichtig met bezoekers en laten ze niet binnen
• Moeilijk beheer en onderhoud

Dus, GPRS meteruitlezing op afstand is aangemaakt. Het lost verschillende problemen op met het handmatig uitlezen van meterstanden. Het is veiliger, efficiënter, en moderner dan de technologie voor handmatige meteruitlezing.

4. NB-IoT-oplossingS

Lage prijs

Een kenmerk van NB-IoT is dat het snel en goedkoop kan worden geïnstalleerd binnen het huidige netwerk van een operator. Voor NB-IoT, Er zijn drie implementatiemethoden. Eerst, Dankzij onafhankelijke implementatie kan NB-IoT onafhankelijk van het bestaande opereren LTE-netwerk. Omdat de kanaalbandbreedte van 200 kHz van GSM meer dan voldoende is om te voldoen aan de bandbreedte van 180 kHz van NB-IoT, deze technologie is geschikt voor de hercultivering van het GSM-spectrum.

Ondiep stroomverbruik

Een veelgebruikte pagingtechniek op mobiele telefoons is DRX. NB-IoT heeft twee verschillende modi gecreëerd, eDRX en PSM, om aan de eisen van verschillende omstandigheden te voldoen. Lezers moeten het DRX-schema begrijpen voordat het eDRX-schema kan worden uitgelegd. Als je er niet meer over nadenkt, zelfs onder ideale omstandigheden, Hoe kan de telefoon er zeker van zijn dat hij de pieper hoort?? Op dezelfde manier waarop een gefocuste leerling in de klas wacht tot de instructeur hem oproept om een ​​vraag te beantwoorden, dit komt overeen met het gereed houden van uw telefoon om elke seconde van de dag te worden opgeroepen.

Echter, Elke seconde van de dag wachten op een pagina op een mobiele telefoon kost veel batterijduur. Als resultaat, programmeurs creëerden de Discontinue Ontvangsttechniek DRX. Na elke oproep gaat de mobiele telefoon naar de IDLE-status, en dan wordt de ontvanger uitgeschakeld, precies zoals leerlingen doen als ze in de klas slapen. De DRX-cyclus in de DRX-modus is het interval tussen oproepen. De lengte van de DRX-cycli is 1,28s, 2.56S, 5.12S, en 10.24s.

Superdekking

Het NB-IoT is bedoeld om een ​​dekkingsboost van 20 dB te leveren ten opzichte van GPRS in termen van dekking. NB-IoT kan drie keer het bereik van GPRS bereiken en twee barrières meer doorbreken GPRS als de gegevens anders worden aangeleverd. Welke NB-IoT-fundamentals een uitzonderlijke dekking mogelijk maken? Wanneer het nodig is om onderscheid te maken tussen op en neer. Vanuit een downlinkperspectief, het verbetert voornamelijk de transmissieconsistentie via herhaalde uitzendingen om aanzienlijk meer winst te behalen.

Iongelooflijke verbinding

Supersize-verbinding is de laatste functie, maar hoe functioneert het? Lezers vragen zich misschien af ​​wat het verkeersmodel van een Internet of Things-terminal onderscheidt van een mobiele telefoon. Het Internet of Things kent een groot aantal luchthavens, maar omdat elke terminal slechts kleine pakketjes verzendt, zij worden niet beïnvloed door het uitstelvereiste. Elk apparaat moet over hoogwaardige communicatie beschikken om contact te kunnen maken met het 4G-basisstation, die de communicatiekwaliteit van alle gebruikers binnen het basisstationgebied moet garanderen. Dit is de reden waarom mobiele telefoons slechts een bepaald aantal gebruikers binnen een basisstationgebied kunnen hebben. Echter, aangezien een aanzienlijk deel van de apparaten inactief blijft, de communicatiekwaliteitseisen voor IoT-apparaten zijn niet zo streng, waardoor ze meer terminals binnen hetzelfde basisstationbereik kunnen bereiken en maximaal kunnen ondersteunen 50,000 IoT-apparaten.

5. NB-IoT-ontwikkelingstrend

Het concept van de Internet of Things-markt in de telecomsector is verantwoordelijk voor de opkomst van NB-IoT, wat geen ongeluk was. De meeste apparaten met internetverbinding (IoT) Wi-Fi hebben gebruikt, Bluetooth, en andere toegankelijke technologieën om de afgelopen tien jaar verbinding te maken vanwege traditionele 2G, 3G, en 4G-netwerken kunnen het lage stroomverbruik en de lage kosten van IoT-apparaten niet ondersteunen. Dit maakt het voor telecomoperatoren een uitdaging om winst te maken. De economie drijft technologie.

Ondanks dat het cellulaire technologieën zijn, NB-IoT en 2/3/4/5G hebben verbeterde communicatieprotocollen waardoor ze geschikter zijn voor specifieke IoT-toepassingen. Stroomverbruik kan een belangrijke indicator zijn voor het Internet of Things (IoT) apparaten, en NB-IoT heeft op dit gebied grote vooruitgang geboekt vergeleken met eerdere cellulaire technologieën.

Bijvoorbeeld, toepassingen voor het internet der dingen kunnen indien nodig verbinding maken met het netwerk, omdat ze niet altijd online hoeven te zijn. Ze moeten slapen als ze niet regelmatig verbonden zijn, waardoor hun energieverbruik aanzienlijk kan worden verminderd. Er moet een wekmechanisme in werking treden wanneer een machine slaapt, waarbij de zender of ontvanger moet luisteren naar het signaal van de andere partij. Hoe dit luisteren is ontworpen en hoe het wordt geïmplementeerd, is cruciaal voor het stroomverbruik.

Stroomverbruik is ook een factor bij verbindingsgerichte transmissieprotocollen zoals TCP. Een drieweg-handshake is vereist om de betrouwbaarheid van de verbinding te garanderen, wat de verbindingstijd verlengt en, niet verrassend, verhoogt het stroomverbruik. Echter, een enkele link verbruikt minder stroom omdat UDP dit niet nodig heeft.

De draadloze dekkingsafstand bij draadloze communicatie wordt aanzienlijk beïnvloed door het zendvermogen en de ontvangstgevoeligheid. Om het stroomverbruik te verminderen, het is ook essentieel om het zendvermogen van de zender te verlagen en de ontvangstgevoeligheid van de ontvanger zoveel mogelijk te vergroten over dezelfde dekkingsafstand. Dit kan worden bereikt door het gespreide spectrum te wijzigen, de modulatiemodus, en andere elementen.

Omdat de natuurlijke wereldomgeving zeer gecompliceerd is, radiogolven moeten bepaalde obstakels kunnen overwinnen. Het vermogen om de barrières te overwinnen wordt verbeterd door de golflengte te vergroten en de frequentie te verlagen. Eigenlijk, het stroomverbruik van laagfrequente radiogolven kan worden verminderd bij dezelfde dekkingsafstand, naarmate de dekkingsafstand groter is bij hetzelfde zendvermogen.