物联网功耗连接

NB-IoT如何应用于智能化领域？

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自今年6月20日NB-IoT标准核心协议冻结以来，NB-IoT成为通信行业当下最大的热点，它将为物联网时代带来广覆盖、大连接、低功耗、低成本的网络解决方案。NB-IoT是基于蜂窝网络的窄带物联网（Narrow Band Internet of Things, NB-IoT），是物联网领域新兴技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWA)，支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接，是未来物联网发展的重要方向。

NB-IOT发展前景广阔NB-IoT具备四大特点：一是广覆盖，将提供改进的室内覆盖，在同样的频段下，NB-IoT比现有的网络增益20dB，覆盖面积扩大100倍；二是具备支撑海量连接的能力，NB-IoT一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构；三是更低功耗，NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年；四是更低的模块成本，企业预期的单个接连模块不超过5美元。

在“万物互联”的大趋势下，当前的4G网络在物与物连接上能力不足。相比蓝牙、ZigBee等短距离通信技术，移动蜂窝网络具备广覆盖、可移动以及大连接数等特性，能够带来更加丰富的应用场景，理应成为物联网的主要连接技术。作为LTE的演进型技术，4.5G除了具有高达1Gbps的峰值速率，还意味着基于蜂窝物联网的更多连接数，支持海量M2M连接以及更低时延，将助推高清视频、VoLTE以及物联网等应用快速普及。蜂窝物联网正在开启一个前所未有的广阔市场。

不仅电信运营商期望借助于NB-IoT来实现海量物联网终端的接入，驱动蜂窝物联网应用的商业“蓝海”，各界也都对NB-IoT技术与应用充满了热切期待。智能家居、智慧城市、智能跟踪是2016 NB-IoT主要应用方向。

1、智能水表

智能抄表是智慧家居的一部分，全球公共事业行业都已经启动或计划启动智能抄表的改造工作。通过智能抄表，可以大大节省抄表人力，并提供分时收费等增值服务，但基于现有网络技术实现智能抄表可谓困难重重。例如，根据VDF在英国的统计，将近20%的水表位于房屋的地下室和弱覆盖的墙体之中，现存的2G/3G/4G网络无法接入。由于工程人员人力成本较高，水务公司要求改造后水表需要持续工作5年以上，现网设备同样无法满足，因为当前采用的短距汇聚等模式存在着部署成本高、信号干扰大和可靠性低等问题。而NB-IoT的低功耗和深度覆盖功能则可以完全解决这些问题。

2、智能垃圾箱

在“2016年巴塞罗那通信展”期间，华为展示了基于NB-IoT的智能垃圾箱解决方案，其通过对服务区域中的垃圾箱进行智能改造，为其加装嵌入NB-IoT无线芯片的声波传感器，以判断垃圾箱是否已满，并通过NB-IoT无线网络将状态信息上报给管理服务器，服务器根据上报信息为垃圾车规划最优路径，此举预计可以将垃圾清运车的调度效率提升1倍以上，为每个城市的垃圾管理节省每年数百万美元的车辆和人力成本。

3、智能环保

环境保护是近年来大众最为关注的话题之一，然而环境污染来自于生产和生活中的方方面面，人工排查需要投入大量的人力和物力，而基于NB-IoT技术的智能传感器可以提供危险气体检测、水质监测、土壤监测、森林火灾监控和危险品管理等多种功能，帮助人们解决部署难题。

NB-IoT技术具有低功耗、广覆盖、大容量和低成本等技术优势。在NB-IoT基站覆盖范围内，安装传感器无需额外布线，可即装即用，每平方公里可支持安装数以万计的传感器终端，实现全面监测管理。相比传统2G/3G/4G蜂窝网技术，NB-IoT技术能提供20dB的覆盖增益，保障了无线传感器在各种恶劣环境下仍能正常监测上报，例如水下（水质监测）、地下（土壤检测）和仓库中（危险品管理）等等。低功耗技术使得终端耗电只有传统GSM的1/10，一次安装可支持10年监测。通过分析无处不在的环境监测传感器上报的数据，实现污染源发现管理和污染预测分析等功能。

4、智慧停车

在深圳，智能停车业务已经开始推行，用户只要安装看APP即可通过收据查找附件停车位，并可支持导航等功能。与传统的停车方案相比，这一基于NB-IOT的试点改变了需要通过中继网关收集信息再反馈给基站所存在的复杂网络部署、多网络组网、高成本等诸多问题，真正实现整个城市一张网，便于维护和管理。

5、智慧跟踪系统

使用NB-IoT进行宠物位置管理，将NB-IoT系统佩戴在宠物身上，通过NB-IoT系统传递GPS定位信息，传输距离可达数20km。同类型应用还包括自行车防盗系统、旅行箱位置管理、快递追踪、老人追踪、易失物品防丢等。

6、车联网

这一块是巨大的市场，同时与智能驾驶、新能源车等都有交集，需要单独研究。

结语

物联网作为通信行业新兴应用，在万物互联的大趋势下，以NB-IoT落地为契机，市场规模会进一步扩大。然而，NB-IoT 技术不会大规模应用在高耗流、高实时性的物联网终端；而低速率低流量的物联网应用将以NB-IoT 的落地为起点。相比面向娱乐和性能的物联网应用，NB-IoT 面向低端物联网终端，更适合广泛部署，在以智能抄表、智能停车、智能追踪为代表的智能家居、智能城市、智能生产等领域的应用将会大放异彩。