窄帶物聯網（NB-IoT）技術開發及應用研究.doc

窄帶物聯網（NB-IoT）技術開發及應用研究
[摘 要]全球社會經濟的快速發展、城鄉一體化戰略的加快實施,帶動能源與交通管理、防災與環境監控、教育與醫療優化等方面的變革需求,因此,亟需通過以物聯網、云計算、大數據為代表的新一代
我國深度參與全球NB-IoT的標準制定工作,加速帶動我國NB-IoT的發展并奠定了我國在全球NB-IoT技術引領的重要地位。通過運營商和芯片廠商合力共同推進,全國NB-IoT的部署和建設工作加速推進,與現有網絡基站復用以降低部署成本、實現平滑升級,基本已經實現全覆蓋。在NB-IoT技術部署方面,中國聯通早在2016年就開始在北京、上海、廣州、深圳、福州、長沙、銀川等7個城市啟動基于900MHz、1800MHz的NB-IoT外場規模組網試驗及6個以上應用示范;中國電信啟動NB-IoT企業標準,并在廣東、江蘇、浙江、上海、福建、四川和河南7省12個城市開展大規模外場測試;***的子公司中移物聯網公司針對NB-IoT的業務,提供了智能連接、智能模組、智能硬件、開放平臺、解決方案五大業務,其中四川移動與摩拜單車、華為達成著力搭建NB-IoT物聯網技術的共享單車平臺。華為與***、阿聯酋電信、LG Uplus、上海聯通、意大利電信和沃達在全球成立了六個NB-IoT開放實驗室,專注于NB-IoT的聯合創新、產業發展、集成驗證。在芯片方面,華為、銳迪科、中興微電子的NB-IoT的芯片均已經完成設計并量產。在行業應用方面,中興聯合中國電信,在河北雄安新區部署了智慧停車、智慧井蓋、智慧路燈等NB-IoT端到端解決方案;信通院聯合中移、華為、浪潮等知名企業,在鷹潭部署了基于NB-IoT技術的智慧停車、智能煙感報警、智能抄表等應用;福建三大運營商合力,部署了智能水表等應用。
2 NB-IoT垂直行業應用需求分析
基于NB-IoT技術廣覆蓋、連接多、低成本、低功耗的特性,可滿足對低功耗/長待機、深覆蓋、大容量有所要求的低速率業務,由于對于移動性支持能力較差,較適合靜態業務場景,對時延低敏感或非連續移動、實時傳輸數據的業務場景,并適合在以下幾項業務類型提供技術支持:一是以年、月、周、天、小時為單位,上行數據極小數據量需求的自主異常報告和自主周期報告業務類型,如煙霧報警探測器、智能公用事業測量報告、智能農業、智能環境等;二是以天、小時為單位,下行極小數據量需求的網絡指令業務類型,如開啟/關閉、設備觸發發送上行報告、請求抄表等;三是以周、天、小時為單位,上行下行較大數據量需求的軟件更新業務類型,如軟件補丁/更新等。實現NB-IoT芯片、模組、系統、平臺等關鍵技術的攻關和不斷優化,是增強NB-IoT行業應用的適用性的必要條件。
2.1 智能水表需求分析
智能水表可實現集中抄讀、遠程抄讀和實時抄讀,可針對表具的運行狀況精準計量、實行水質與水壓異常報警監控、提供智能收費等管理和服務,便于水務公司的數據分析、用水管理、降低供水企業的產銷差,解決了機械水表人工抄讀效率低、抄錄數據誤差大、自來水公司長期墊資運營等狀況,NB-IoT智慧水表的應用,解決用戶組網問題與終端水表的最后一公里問題,全面實現水表端與云平臺處理端的有效融合,有效提升監控效率、降低電池更換與維護等管理成本,智能水表的廣泛應用將成為行業發展的必然趨