Para economizar custos de implementação e facilitar atualizações, Aplicações NB-IoT baseadas em redes celulares, pode ser implementado diretamente em GSM, UMTS, ou redes LTE e usa apenas largura de banda de aproximadamente 180 KHz. O Internet de tudo depende fortemente do celular Internet das coisas de banda estreita (NB-IoT).
1. O que é a tecnologia NB-IoT
NB-IoT, também conhecidas como redes de longa distância de baixa potência, é uma nova tecnologia no espaço IoT que permite que dispositivos de baixo consumo se conectem a dados celulares através de redes de área ampla (LPWAN). Além de oferecer ampla cobertura interna de conexão de dados celulares, Prevê-se que os dispositivos NB-IoT tenham melhorias na vida útil da bateria de pelo menos 10 anos. Dispositivos que exigem alta velocidade de conexão de rede e longos tempos de espera podem ser conectados de forma eficaz usando NB-IoT.
Bloqueio inteligente, cidade inteligente, medidor de água inteligente, medidor de gás inteligente, rastreador inteligente, armazenamento inteligente, e iluminação pública inteligente são alguns dos cenários atuais de aplicação para NB-IoT. Todos pedem que a plataforma receba os dados originais. A plataforma em nuvem permite a integração de dados por meio do módulo NB e entrega os dados às pessoas para análise e utilização eficiente de dados.
2. Como funciona o NB-IoT Trabalhar?
A capacidade do NB-IoT de funcionar em ambientes ruidosos e com baixos níveis de sinal é crucial, assim como sua capacidade de economizar bateria. Adicionalmente, o NB-IoT foi projetado para enviar mensagens breves e não necessita da transmissão de material audiovisual, arquivos enormes, ou outros tipos de conteúdo.
Nesta abordagem, várias características físicas ajudam a fornecer as características essenciais:
- A largura máxima de todo o NB IoTa banda de frequência é um RB, 180 kHz;
- O caminho de rádio do equipamento do usuário possui um único transmissor, receptor, e antena;
- O envio e o recebimento ocorrem em momentos diferentes, tornando esta essencialmente uma transmissão half-duplex;
- A capacidade de transmitir em uma subportadora na direção UL;
- Apenas BPSK e QPSK são utilizados como tipos de modulação;
- Melhoria contínua do sinal de transmissão (melhoria de cobertura).
Você pode simplificar o dispositivo e usá-lo com a ajuda de um modo de transmissão half-duplex, uma antena, e uma banda estreita em um RB. Outras coisas incluem;
- Reduza a energia usada pela CPU;
- Reduza o uso de energia;
- Diminuir de tamanho;
- Máquinas mais baratas;
- Distribuição de radiofrequências:
Fornecer NB-IoT com recursos de frequência. Quase todas as mesmas bandas do 2G, 3G, e 4G na barra “baixa” são utilizáveis para NB-IoT. B3 (900MHz), B8 (800MHz), e B20 (800MHz) (1800MHz). Usar frequências “mais altas” é inútil devido à atenuação substancial do sinal.
3. Para que é usado o NB-IoT e aplicativos NB-IoT
Cidade inteligente
Bateria de longa duração e preço mais baixo são os objetivos do NB-IoT. É apropriado para dispositivos não móveis, baixo volume de dados, insensível a atrasos, sensível ao custo, e aplicações de ordens de grandeza terminais muito grandes. Um medidor inteligente, luz de rua inteligente, e aplicações inteligentes da cidade da sabedoria, como tampas de orifícios de manutenção, são caracterizadas pelo número, ampla distribuição, mobilidade fraca, e precisão de localização que não é sensível à pontualidade da localização, que também é diária. Por isso, a taxa e o atraso de tempo são mais tolerantes porque o número do terminal é muito alto. Normalmente é um desafio realizar a manutenção de rotina do terminal, e É necessário manter a localização e o estado operacional dos terminais, tornando o posicionamento NB-IoT uma ótima opção.
Agricultura inteligente
Considere a prática da pecuária. O gado dos pastores, ovelha, e os cavalos são frequentemente mantidos em pastagens com dezenas de quilômetros de extensão. Alguns animais devem ser mantidos por mais de dois anos, e os pecuaristas devem estar sempre cientes do paradeiro de seus rebanhos. O posicionamento GPS tradicional tem uma resistência terminal fraca, o que torna difícil atingir dois anos de vida útil e é limitado pelo ambiente quando a visibilidade do satélite é baixa. A persistência terminal do gado dentro de cinco anos após a lotação ou o efeito da visibilidade climática na localização do gado não são problemas com o posicionamento NB-IoT.
Vestível inteligente
Entre os gadgets vestíveis, o NB-IoT é apropriado para monitoramento de doenças crônicas de longo prazo, controlando, e rastrear os idosos, crianças, e animais de estimação, e outros dispositivos que não dependem de smartphones. Rastreamento de localização em tempo real via NB-IoT é possível tanto para jovens quanto para idosos. Também pode ser aplicado em suas coleiras para evitar que os animais de estimação se afastem. Os carros incluirão recursos antirroubo para localização e rastreamento de interação de dados de operação e recursos de controle remoto com a plataforma e usuários. Isto também é relevante para bicicletas inteligentes baseadas na tecnologia NB-IoT.
Estacione com sabedoria
Uma questão preocupante em muitas grandes cidades é o acesso ao estacionamento. Por um lado, o aumento do tráfego de veículos motorizados resulta da procura de vagas de estacionamento pelos carros, que obstrui as estradas. No entanto, alguns lugares de estacionamento estão vagos e desocupados porque ninguém quer utilizá-los. Este problema pode ser resolvido com sucesso pelo posicionamento NB-IoT, que também pode ajudar os motoristas a encontrar vagas de estacionamento rapidamente e fornecer instruções de navegação precisas. Para perceber o impacto do estacionamento inteligente, uma quantidade significativa de dados de sensores em tempo real será vinculada à plataforma de gerenciamento de estacionamento e aos usuários de direção simultaneamente.
Uso de NB-IoT em criação animal
Existem dois tipos significativos de criação de animais: em cativeiro e ao ar livre, com as fronteiras norte e oeste da China servindo como principais pastagens.
A excelente qualidade da carne do gado e os menores custos de alimentação são os benefícios da lotação, mas o manejo do gado sofre como resultado.
- A maneira mais direta é o pastoreio artificial. No entanto, tem desvantagens significativas:
- É necessária meia especial para mangueira artificial, que consome mão de obra.
- A lotação em cativeiro é uma preocupação de segurança e expõe as pessoas ao ataque de animais selvagens.
- O manejo sistemático não é eficaz com lotação em cativeiro.
Este problema pode ser resolvido usando um sistema de posicionamento de pecuária GPS+GPRS. Mas como os bezerros e as ovelhas são tão grandes, A capacidade da estação base de comunicação GPRS será inadequada, e a duração da bateria também será um problema. Além disso, as fazendas estão mais longe, o que torna a qualidade do sinal imprevisível.
- Aplicação NB-IoT em leitura remota do medidor
Cada casa usa um hidrômetro, que está fortemente ligado ao nosso dia a dia.
Estatísticas manuais de leitura de medidores porta a porta são a maneira mais direta. A leitura manual do medidor tem várias desvantagens à medida que a civilização avança:
- Ineficácia
- Alto custo de mão de obra
- Erros são comuns em dados registrados.
- Os proprietários são cautelosos com os visitantes e não os deixam entrar
- Gerenciamento e manutenção difíceis
Por isso, A leitura remota do medidor GPRS foi criada. Ele aborda vários problemas com a leitura manual do medidor. É mais seguro, mais eficiente, e mais moderno que a tecnologia de leitura manual de medidores.
4. Solução NB-IoTé
Preço baixo
Uma característica do NB-IoT é que ele pode ser instalado de forma rápida e barata dentro da rede atual de uma operadora. Para NB IoT, existem três métodos de implantação. Primeiro, a implantação independente permite que o NB-IoT opere independentemente do existente Rede LTE. Como a largura de banda do canal de 200 KHz do GSM é mais que adequada para atender à largura de banda de 180 KHz do NB-IoT, esta tecnologia é adequada para o recultivo do espectro GSM.
Uso superficial de energia
Uma técnica de paginação comum em telefones celulares é DRX. NB-IoT criou dois modos distintos, eDRX e PSM, para atender às demandas de várias circunstâncias. Os leitores devem compreender o esquema DRX antes que o esquema eDRX possa ser explicado. Se você parar de considerar isso, mesmo em condições ideais, como o telefone pode ter certeza de ouvir o pager? Da mesma forma que um aluno focado na aula espera que o instrutor o chame para responder a uma pergunta, isso equivale a manter seu telefone pronto para receber mensagens a cada segundo do dia.
No entanto, esperar por uma página a cada segundo de cada dia em um telefone celular consome muita bateria. Como resultado, programadores criaram a técnica de recepção descontínua DRX. O celular entrará no estado IDLE após cada paginação, e então desligará o receptor, exatamente como os alunos fazem quando dormem na aula. O ciclo DRX no modo DRX é o intervalo entre chamadas. A duração dos ciclos DRX é de 1,28s, 2.56é, 5.12é, e 10,24s.
Super capa
O NB-IoT pretende oferecer um aumento de cobertura de 20dB sobre GPRS em termos de cobertura. NB-IoT pode atingir três vezes o alcance do GPRS e penetrar duas barreiras a mais do que GPRS se os dados forem entregues de forma diferente. Quais fundamentos da NB-IoT permitem uma cobertura excepcional? Quando é necessário diferenciar o para cima e para baixo. De uma perspectiva de downlink, melhora principalmente a consistência da transmissão por meio de transmissão repetida para ganhar mais significativamente.
EUconexão incrível
A conexão supersize é o último recurso, mas como funciona? Os leitores podem se perguntar o que distingue o modelo de tráfego de um terminal de Internet das Coisas de um telefone móvel. A Internet das Coisas tem um grande número de aeroportos, mas como cada terminal envia apenas pacotes minúsculos, eles não são afetados pelo requisito de atraso. Cada dispositivo deve ter comunicação de alta qualidade para entrar em contato com a estação base 4G, que deve garantir a qualidade da comunicação de todos os usuários dentro do território da estação base. É por isso que os telemóveis só podem ter um certo número de utilizadores dentro de uma área de estação base. No entanto, uma vez que uma proporção significativa de dispositivos permanece inativa, os requisitos de qualidade de comunicação para dispositivos IoT não são tão rigorosos, permitindo-lhes alcançar mais terminais dentro do mesmo alcance da estação base e suportar até 50,000 dispositivos IoT.
5. Tendência de desenvolvimento de NB-IoT
O conceito de mercado de Internet das Coisas da indústria de telecomunicações é responsável pelo surgimento do NB-IoT, que não foi um acidente. A maioria dos dispositivos conectados à Internet (IoT) usei Wi-Fi, Bluetooth, e outras tecnologias acessíveis para conexão nos últimos dez anos porque o 2G tradicional, 3G, e as redes 4G não podem suportar a baixa dissipação de energia e os requisitos de baixo custo dos dispositivos IoT. Isso torna um desafio para as operadoras de telecomunicações obter lucro. A economia impulsiona a tecnologia.
Apesar de serem tecnologias celulares, NB-IoT e 2/3/4/5G melhoraram protocolos de comunicação que os tornam mais adequados para aplicações específicas de IoT. O consumo de energia pode ser um indicador chave para a Internet das Coisas (IoT) dispositivos, e o NB-IoT fez grandes progressos nesta área em comparação com tecnologias celulares anteriores.
Por exemplo, aplicações para a Internet das Coisas podem se conectar à rede conforme necessário, pois não precisam estar on-line o tempo todo. Eles precisam dormir quando não estão conectados regularmente, o que pode reduzir significativamente o uso de energia. Um mecanismo de despertar deve ser ativado quando uma máquina está em repouso, exigindo que o transmissor ou receptor ouça o sinal do outro lado. A forma como essa escuta é projetada e implementada é crucial para o uso de energia.
O consumo de energia também é um fator em protocolos de transmissão orientados a conexão, como TCP.. Um handshake de três vias é necessário para garantir a confiabilidade da conexão, o que prolonga o tempo de conexão e, sem surpresa, aumenta o consumo de energia. No entanto, um único link consome menos energia porque o UDP não precisa disso.
A distância de cobertura sem fio na comunicação sem fio é significativamente influenciada pela potência de transmissão e pela sensibilidade de recepção. Para reduzir o consumo de energia, também é essencial diminuir a potência de transmissão do transmissor e aumentar a sensibilidade de recepção do receptor tanto quanto possível na mesma distância de cobertura. Isto pode ser conseguido modificando o espectro de propagação, o modo de modulação, e outros elementos.
Como o ambiente do mundo natural é altamente complicado, as ondas de rádio devem ser capazes de superar certos obstáculos. A capacidade de superar as barreiras é melhorada aumentando o comprimento de onda e diminuindo a frequência. Na atualidade, o consumo de energia das ondas de rádio de baixa frequência pode ser reduzido sob a mesma distância de cobertura quanto mais extensa for a distância de cobertura sob a mesma potência de transmissão.
