基于NB—IoT技術的智慧城市應用研究

馬培才

摘 要：本文介紹了窄帶物聯網NB-IoT的特點及關鍵技術，并結合智慧城市的建設需求及場景，分析了NB-IoT技術在智慧城市中的典型應用。

關鍵詞：物聯網；NB-IoT；智慧城市

一、概述

基于物聯網技術的智慧城市是人類城市建設的延續，是繼工業城市、信息城市、數字城市后的更高階段發展。智慧城市的基礎是高速無線信息化基礎設施、物聯網和傳感器技術，其傳感經絡是以互聯網、無線通信網、廣電網、傳感器網絡等多網融合；其傳輸神經中樞包含智能技術、云計算、數據挖掘、模糊識別等，內容主要涉及智慧生活、智慧醫療、智慧校園、智慧服務、智慧經濟、智慧管理、智慧技術、智慧產業等，是城市發展的新形態和新模式。總的來說，基于物聯網技術的智慧城市是城市化進程中，實現人與城市、環境、自然間有機融合、協同發展的更高層次。

二、NB-IoT介紹

NB-IoT特點：

基于蜂窩的窄帶物聯網（Narrow Band Internet of Things，NB-IoT）成為萬物互聯網絡的一個重要分支。NB-IoT構建于蜂窩網絡，只消耗大約180KHz的帶寬，可直接部署于GSM網絡、UMTS網絡或LTE網絡，以降低部署成本、實現平滑升級。NB-IoT是IoT領域一個新興的技術，支持低功耗設備在廣域網的蜂窩數據連接，也被叫作低功耗廣域網（LPWA）。NB-IoT支持待機時間長、對網絡連接要求較高設備的高效連接。NB-IoT設備電池壽命可以提高至至少10年，同時還能提供非常全面的室內蜂窩數據連接覆蓋。

NB-IOT聚焦于低功耗廣覆蓋（LPWA）物聯網（IOT）市場，是一種可在全球范圍內廣泛應用的新興技術。其具有覆蓋廣、連接多、速率低、成本低、功耗低、架構優等特點。NB-IOT使用License頻段，可采取帶內、保護帶或獨立載波三種部署方式，與現有網絡共存。

三、智慧城市典型應用

1.智慧停車

智慧停車解決方案采用NB-IoT技術，優勢眾多。首先，在成本方面，車輛檢測器可直接上報給運營商無線網絡，無需匯聚網關，整體成本（設備成本、部署成本、維護成本）下降30%左右。其次，部署便捷，車輛檢測器即插即用，安裝施工簡單，無需網絡技術人員支持，后續智能車位擴容簡單，不用考慮網絡兼容性的問題。同時，采用手機APP及停車管理數據平臺，可以為城市居民提供統一的智慧停車服務，方便居民的使用，節省管理成本。智慧停車解決方案主要包括兩個獨立的部分，路側開放停車場解決方案和基于區域過道攝像頭的反向尋車方案。

2.遠程抄表

水氣表和我們的生活息息相關，每家每戶都會使用，最原始的方法是，人工上門抄表統計數據。隨著社會的發展，人工抄表衍生出各種弊端：效率低、人工成本高、記錄數據易出錯、業主對陌生人有戒備心理會無法進門、維護管理困難等。NB-IoT遠程抄表在繼承了GPRS遠程抄表功能的同時還擁有海量容量，相同基站通訊用戶容量是GPRS遠程抄表的10倍。更低功耗，在相同的使用環境條件下NB-IoT終端模塊的待機時間可長達十年以上。新技術信號覆蓋更強（可覆蓋到室內與地下室）。

3.消防系統

煙霧傳感器是消防系統的哨兵，可實時檢測煙霧，傳感器檢測到煙霧濃度超標，會發送信息到后臺服務器，并啟動警鈴，廣播喇叭等相關設備，服務器會自動推送信息到相關人員及部門，實現消防安全智能化。在實際應用中按照消防要求，煙感器的安裝分布密集，不方便走線并且成本大。使用NB-IoT無線煙感器可避免走線困難的問題，大大節約了安裝成本；NB-IoT擁有海量的連接數，同時接入的煙感器可高達到十萬個以上，可滿足海量的煙感器同時接入；NB-IoT擁有超低功耗，在待機狀態下可工作十年，極大程度的降低了安裝后的維護成本；NB-IoT擁有超強信號覆蓋，可覆蓋至室內和地下室。

4.路燈監控

NB-IoT路燈智能管理系統，監控中心是整個路燈監控系統操作、維護、處理、統計、分析和監管的中心。監控中心集中數據管理和監控，實現目標鎖定、快速查找等操作，支持中心監控分級管理，可設立多個分控中心，網絡可分區分片管理，組建大型路燈控制系統；自定義控制策略，分時間段控制道路兩側路燈全亮、全關、隔桿亮燈，系統能夠根據當地情況靈活調整時間控制路燈，全亮、全關、隔桿亮燈；采用NB-IoT無線網絡，實現遠程分布式遠程控制；路燈故障檢測功能，主動上報故障路燈位置；通信容量大，不會擔心路燈過多過于密集導致個體無法通訊的情況。

5.井蓋監控

目前大部分城市都是人工巡檢來管理，但是井蓋數量龐大，人工巡檢效率有限，往往無法及時準確的獲取井蓋狀態信息，從而導致各類安全隱患。井蓋被盜或者破壞不僅會直接造成公共財產的損失，而且還可能會對附近的行人和車輛造成不可挽回的人身傷害和經濟損失。如何排除這些安全隱患成為當務之急，使用NB-IoT對井蓋進行定位監測管理，可以及時掌握井蓋的狀態信息，并在井蓋移動或者被破壞時利用NB-IoT網絡向服務器發出警報通知管理人員，從而最大程度避的免傷害與損失。送給值守人員，便于他們快速定位、及時到場抽水排水，以防發生安全事故。

四、結束語

物聯網技術是信息技術領域的一大變革，在智慧城市的發展中發揮著十分重要的作用，借鑒上述建設對策，結合我國城市實際情況，科學、合理地推廣相關物聯網技術，推進我國智慧城市建設步伐不斷前進。我們有理由相信，隨著物聯網技術應用的日趨成熟，其必將更好地服務于我國智慧城市的建設發展。

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