淺談?wù)瓗锫?lián)網(wǎng)（NB-IoT）及應(yīng)用

李得榮

摘要：本文通過對物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)未來發(fā)展趨勢的分析及預(yù)測，闡述了窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在萬物互連方面的優(yōu)勢，同時從行業(yè)背景、解決方案、行業(yè)客戶、效益分析等方面對智能照明、智能抄表、智能煙感、智慧停車、智能井蓋業(yè)務(wù)進行了介紹。

關(guān)鍵詞：窄帶物聯(lián)網(wǎng)

一、窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)簡介

1.技術(shù)背景

窄帶物聯(lián)網(wǎng)是萬物互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個重要分支，是由3GPP標(biāo)準(zhǔn)化組織定義的一種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是一種專為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計的窄帶射頻技術(shù)，因此得名。以廣覆蓋、低成本、低功耗和廣連接為特點。這種技術(shù)可應(yīng)用于GSM網(wǎng)絡(luò)和LTE網(wǎng)絡(luò)。2015年9月，國際電聯(lián)正式對外公布了物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，將LTE-M更名為NB-IoT（窄帶物聯(lián)網(wǎng)）。2016年6月，窄帶物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)NB-IoT獲得3GPP會議通過，標(biāo)志著NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)核心協(xié)議研究全部完成，由標(biāo)準(zhǔn)化研究階段進入規(guī)模商用階段。

2.技術(shù)特性

一是廣覆蓋，將提供改進的室內(nèi)覆蓋，在同樣的頻段下，NB-IoT比現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)增益20dB，相當(dāng)于提升了100倍覆蓋區(qū)域的能力;二是具備支撐海量連接的能力，NB-IoT一個扇區(qū)能夠支持10萬個連接，支持低延時敏感度、超低的設(shè)備成本、低設(shè)備功耗和優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu);三是更低功耗，NB-IoT終端模塊的待機時間可長達10年;四是更低的模塊成本，企業(yè)預(yù)期的單個接連模塊不超過5美元。

二、窄帶物聯(lián)網(wǎng)重點應(yīng)用行業(yè)

1.智能照明

1.1行業(yè)背景

目前市政道路照明主要面臨管理難、監(jiān)控難、浪費高三方面的問題，市政部門無法及時獲取路燈狀態(tài)信息、了解路燈能耗信息，需要通過人工方式現(xiàn)場排查故障，也不能動態(tài)管理路燈的開關(guān)，造成能源的極大浪費。

1.2解決方案

在每個路燈上安裝具有NB通信模組的路燈控制器，通過NB無線網(wǎng)絡(luò)實時將路燈使用狀態(tài)上傳平臺，同時平臺可以根據(jù)需要自動或手動下發(fā)控制信息，及時調(diào)整路燈開關(guān)策略。路燈管理者可以通過電腦或者手機APP隨時交接路燈使用情況，同時可靈活制定開關(guān)策略，及時開關(guān)路燈，大大節(jié)省了能源消耗。

1.3行業(yè)客戶

適用于政府市政路燈管理部門、大型企業(yè)園區(qū)后勤管理部門、大型住宅小區(qū)開發(fā)商及物業(yè)管理。

1.4效益分析

1）社會效益：解決政府路燈管理難、效率低下問題，同時提高了故障處理及時性。

2）經(jīng)濟效益：根據(jù)路段忙閑及光線變化設(shè)置動態(tài)開關(guān)策略，可節(jié)約電源能耗20%-40%，有效降低能源消耗，節(jié)省政府開支。

2.智能抄表

2.1行業(yè)背景

隨著社會的發(fā)展以及我國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，水表和氣表已經(jīng)走進了千家萬戶，但是傳統(tǒng)的機械式的水氣表要靠人工上門進行抄表，難免會存在效率低、人工成本高、記錄數(shù)據(jù)容易出錯、維護管理困難、繳費不方便等弊端。

2.2解決方案

傳統(tǒng)的2G無線抄表技術(shù)目前主要應(yīng)用在電力抄表上，水表和燃氣表由于電源供電問題目前較少采用，而且傳統(tǒng)的2G抄表技術(shù)也存在一些問題，容量比較小，功耗高，信號差，利用NBIOT技術(shù)的抄表終端有效解決了以上問題，在電力、自來水、燃氣計量表上安裝nbiot通信模塊，根據(jù)管理部門要求，定時上傳計量數(shù)據(jù)，同時也可遠程開關(guān)使用功能。

2.3行業(yè)客戶

主要面向電力公司、自來水公司、燃氣公司各類數(shù)據(jù)采集客戶。

2.4效益分析

1）社會效益

通過計量數(shù)據(jù)的實時上傳，有效提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和及時性，幫助電力、自來水、燃氣等企業(yè)為客戶提供更好的服務(wù)質(zhì)量，提高公眾對政府公共服務(wù)的滿意度。

2）經(jīng)濟效益

可實現(xiàn)費用實時計取、扣除、充值，有利于運營企業(yè)資金實時收取，同時節(jié)省了人力抄表工作，極大的降低了企業(yè)運營成本。

3.智能煙感

3.1行業(yè)背景

近年來，火災(zāi)頻發(fā)，造成很大的人員及財產(chǎn)損失，國家高度重視，陸續(xù)出臺相關(guān)文件，明確相關(guān)要求，落實消防安全責(zé)任。2017年10月10日，公安部消防局發(fā)布了《關(guān)于全面推進“智慧消防”建設(shè)的指導(dǎo)意見》，要求在新建高層住宅應(yīng)用城市物聯(lián)網(wǎng)消防遠程監(jiān)控系統(tǒng)，在老舊高層住宅建筑加裝應(yīng)用獨立式火災(zāi)探測報警器等設(shè)施。但是傳統(tǒng)的報警系統(tǒng)存在報警處理不及時、設(shè)備管理維護難、報警設(shè)備部署不到位等問題，無法實現(xiàn)“智慧消防”的效果。

3.2解決方案

在傳統(tǒng)的煙感終端內(nèi)嵌NB-IoT通信模組，后端搭建智慧消防監(jiān)控平臺，通過運營商NB-IoT無線網(wǎng)絡(luò)將前端監(jiān)控信息回傳到監(jiān)控平臺，平臺數(shù)據(jù)分析后及時向相關(guān)人員告警提醒。

3.3行業(yè)客戶

主要面向消防監(jiān)管部門、大型企業(yè)、學(xué)校、養(yǎng)老院、福利院、幼兒園、社區(qū)居民活動場所、老舊居民住宅、宿舍、小旅館等場所

3.4效益分析

1）社會效益：通過NB-IoT智能煙感系統(tǒng)可有效提高火災(zāi)報警及時性，降低火災(zāi)傷亡及損失。

2）經(jīng)濟效益：有效減少系統(tǒng)維護人員配置，節(jié)省維護成本，降低施工難度，便于舊樓施工改造，快速擴大消防監(jiān)控范圍。

4.智慧停車

4.1行業(yè)背景

隨著我國經(jīng)濟不斷增長，人民生活水平不斷提高，城市汽車擁有量急劇上升，城市開放式的路邊停車管理難度也越來越大。依靠人工管理停車，經(jīng)常會遇到許多問題，例如，收費管理混亂、運營管理效率低收費、運營管理人力成本高、收費員工作時間長，工資待遇低，吸引力不足，人員流動快。

4.2解決方案

在每個停車泊位上安裝一個車位檢測器來檢測泊位的占用狀態(tài)，每當(dāng)泊位狀態(tài)有更新時，可以通過NB-IoT網(wǎng)絡(luò)實時上傳到后臺。其作用有兩點：一是可以根據(jù)車輛的進出時間生成計費訂單，作為繳費依據(jù);二是通過平臺將泊位占用信息發(fā)布出去，便于車主尋找空閑車位。車主還可以通過手機APP方式進行反向?qū)ぼ嚕鉀Q車主快速找到停放車輛的問題。

4.4.3行業(yè)客戶

主要面向城市公共停車區(qū)域管理部門，以及大型醫(yī)院、城市商業(yè)綜合體、學(xué)校、賓館酒店、餐飲場所等。

4.4.4效益分析

1、社會效益

通過實時查詢停車位實時占用情況，方便市民提前規(guī)劃行程安排，避免現(xiàn)場交通擁堵，同時通過車位預(yù)約等功能提高公共資源利用率，提高公眾對政府公共服務(wù)能力的滿意度。

2、經(jīng)濟效益

停車場通過物聯(lián)網(wǎng)實時計費結(jié)算，避免費用錯結(jié)及偷逃費用等損失，同時也可避免收費員私下收費現(xiàn)象的存在，有效提高了收費部門的經(jīng)濟效益。

4.5智能井蓋

4.5.1行業(yè)背景

我們的城市正在快速的建設(shè)中，市政公共基礎(chǔ)設(shè)置的地下工程增多，井蓋的增加是不可避免的，井蓋的作用巨大，如無法及時獲取井蓋狀態(tài)信息，將有可能對人們的生命和財產(chǎn)造成極大的損失。目前大部分城市都是人工巡檢來管理，但是井蓋數(shù)量龐大，人工巡檢效率有限，往往無法及時準(zhǔn)確的獲取井蓋狀態(tài)信息，從而導(dǎo)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(chǎn)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(jīng)濟損失。

4.5.2解決方案

針對目前井蓋管理存在的問題，可利用NB-IoTT窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在井蓋前端安裝智能井蓋報警器，通過檢測井蓋重力變化或者傾角變化判斷井蓋狀態(tài)，并實時回傳管理平臺，管理平臺收到告警信息后及時下發(fā)附近管理人員進行現(xiàn)場檢查處理。

4.5.3行業(yè)客戶

主要面向市政路燈部門、自來水公司、電力公司、通信運營商、燃氣公司等公用設(shè)施單位，解決巡維管理、資產(chǎn)防盜問題。

4.5.4效益分析

1、社會效益

極大改善管理部門對井蓋的管理能力，不僅可以解決井蓋的異常、丟失等問題，同時也能對井蓋進行統(tǒng)一管理，在保護公共財產(chǎn)的同時，更保護了出行車輛和行人的安全，有利于社會穩(wěn)定和諧發(fā)展。

2、經(jīng)濟效益

近期看需要對井蓋有設(shè)備投入，但是長遠來看，一方面節(jié)省了巡維人員成本，降低偷盜損失，同時避免了因“井吃人”事件造成的巨額賠償。