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NB-IoT是开启物联网的万能钥匙吗?

在物联网概念被更多人接受,行业应用越来越接地气,物联网与云技术的关系越来越紧密的市场情况下,物联网生态中的各个角色在描述各自技术以及市场前景的时候都带有很多理想的色彩,甚至夸大与误导成分。我们如何在这样一个背景下拨云见物,选择合适的技术方案?

本文仅从物联网的接入层的技术角度出发,针对不同的应用场景来选择相应的组网技术。同时针对时下最热门的NB-IoT来思考这一备受市场关注的技术,是否在所有的场景下都适用?是否如宣传的那样是物联网的万能钥匙,无比光彩靓丽?

我们先来看看物联网的应用场景:

场景一:互联网化的物联网

这种场景下物联网终端设备直接采集传感器或行业设备,并与云端直接连接。一般有两种情况使用这种物联网场景:

第一,采集设备有移动属性(如电动车,货车,环境监测等);

第二,通常在广域环境下,并且设备功能比较单一或者自治,低功耗广域物联网属于这一场景(如水表抄表,地下管网,无人区设备检测等)

场景二:单一设备类型物联网

本场景采集的数据相对单一。节点可以和网关直连也可以通过其它采集点传送到网关。基于Zigbee的路灯控制,冷冻空间的温湿度采集,工业4.0中机床的压力监测等等。

场景三:多种设备类型物联网

本场景下一个物联网环境下需要采集和控制的设备类型多种,并且设备之间的数据有关联性,一个物联网类似一个小的控制系统,既需要独立运行,又需要远程管理。这种场景通常为一个车间,一个工厂的物联网升级,或者是一个设备集中的空间,或者某一个行业的最小单元管理空间例如无人值守变电房。

在这个场景下通常会采用多种物联网组网技术将不同类型的设备数据采集,并采用不同的控制方式对设备进行反向控制。

在对上面集中物联网场景中,我们总结出如下的组网方案建议

通常在设计一套方案的时候会采用多种组网技术,以保证行业对网络通信的要求。LoRa传输距离为1-15Km,介于局域物联网与广域物联网之间,因此相对灵活。我们对各类物联网组网技术做一个简单的归纳:

1)常见的局域网组网技术

2)常见的广域网组网技术分析

对比项

NB-IoT

LoRa

技术特点

蜂窝

线性扩频

网络部署

与现有蜂窝基站复用

独立建网

频段

运营商频段

150 MHz 到 1 GHz

传输距离

远距离(15-30km)

远距离(1-20km)

速率

<100kbps

0.3-50kbps

连接数量

200k/cell

200k-300k/hub

终端电池工作时间

约10年

约10年

成本

模块5-10$

模块约5$

回到文章的标题 NB-IoT是物联网的万能钥匙吗?我们首先分析各个NB-IoT的技术优势,然后行业的案例使用NB-IoT的必要性从而找到NB-IoT适用的场景。

NB-IoT的技术优势和弊端有:

  1. 广覆盖:这个优势代理的是物联网组网面积非常广,但是牺牲的是传输速度和传输的频率。

  2. 低功耗:低功耗是所有通讯追求的目标,NB-IoT使用的是AA电池,但是这对电池的寿命和使用环境的要求也相应增高。

  3. 低成本:5-10美元的芯片成本相对工业领域来说是个价格优势,但是相对于上述提到的各种物联网组网技术来说,并没有价格优势。

  4. 大连接:大连接,是物联网的终极目标,但是面对NB-IoT这样窄带的空中资源来说,大连接意味着大的拥塞,无法发挥大连接的优势。

  5. 运营商支持:运营商的支持这一说法,只是说需要运营商的基站支持,并不是说所有运营商支持。物联网是覆盖各个位置,甚至是无人区,运营商是否会在所有基站上支持NB-IoT,如果只是在小范围内支持NB-IoT,那么这反而成为NB-IoT的一个致命短板,限制参与者使用NB-IoT技术。反观同样是广域物联网技术的LoRa,反而更加的灵活,既可以独立组网,也可以得到运营商的支持,似乎更能够被市场接受。

  6. 穿透力强:这是NB-IoT和LoRa广域物联网技术的独特优势,可以应用到很多恶劣环境。

  7. 市场宣传NB-IoT可以应用于智能停车、智能抄表。就行业应用来说,除了在智能抄表(水表,气表)这个领域有明显优势外,似乎市场宣传的很多场景用NB-IoT技术并不是最优的方式。

在本文作者遇到包括,智能路灯,智能电网,智能水务,工业4.0,智能养老,智慧校园,智能穿戴,智能家电等行业近20个解决方案中,只是在电网无人区设备在线监测,智能管网以及水表抄表中希望使用NB-IoT技术外,大部分以局域物联网技术,辅助广域物联网技术,最终通过移动通信技术或有线技术的组网方案。

NB-IoT作为物联网广域物联网中窄带物联网的一种技术,只能作为主流物联网组网技术的一个有效的补充,而这种补充还必须得到运营商的大力支持情况下才能够被市场逐步接受,因此在面对这一市场大力宣传的宠儿时,我们保持一个冷静,客观,充满期待的心态来接受这一技术或许是对物联网发展更有利的一种方式。


文章分类: 新闻中心物联世界
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