基于NB-IOT智慧小區(qū)實現(xiàn)方案

摘要：現(xiàn)階段，人與人之間的通信已經(jīng)逐漸趨于飽和，而物與物以及人與物之間的通信方興未艾，巨大的市場需求推動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展。作為新一代信息網(wǎng)絡技術(shù)的高度集成和綜合運用，物聯(lián)網(wǎng)是新一輪產(chǎn)業(yè)革命的重要方向和推動力量，對于培育新的經(jīng)濟增長點、推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級具有重要意義。窄帶物聯(lián)網(wǎng)作為物聯(lián)網(wǎng)的一大分支在社會事業(yè)和城市管理等領域有著廣泛的應用。該文主要分析了窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧小區(qū)的應用，以供參考。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);窄帶物聯(lián)網(wǎng);智慧小區(qū)

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）08-0231-02

物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的應用拓展，與其說物聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡，不如說物聯(lián)網(wǎng)是業(yè)務和應用。因此應用創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心，以用戶體驗為核心的應用創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的靈魂。物聯(lián)網(wǎng)及移動泛在技術(shù)的發(fā)展，使得技術(shù)創(chuàng)新形態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變，以用戶為中心、以社會實踐為舞臺、以人為本的創(chuàng)新形態(tài)正在顯現(xiàn)，它將改變?nèi)藗兩畹姆椒矫婷妫f物互聯(lián)的時代正以極其迅速的腳步走進我們的生活。

1 物聯(lián)網(wǎng)及窄帶物聯(lián)網(wǎng)概述

1.1物聯(lián)網(wǎng)（IOT）概述

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）是通過射頻識別RFID紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。其實質(zhì)就是物物互聯(lián)的互聯(lián)網(wǎng)，這有兩層意思，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎上的延伸和擴展的網(wǎng)絡，第二，其用戶端延伸和擴展到任何物品和物品之間進行信息交換和通訊。

從物聯(lián)網(wǎng)應用類型市場分析看，低速率業(yè)務占比達到60%以上，所以低功耗廣域網(wǎng)將是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要方向。低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)的標準化過程中可以分為基于授權(quán)頻段和基于非許可頻段兩種技術(shù)，兩種技術(shù)各有利弊，根據(jù)我國正式商用情況，基于授權(quán)頻段是主流，它可以避免干擾，還可以部署在運營商現(xiàn)有的2G/3G/4G網(wǎng)絡，與現(xiàn)有網(wǎng)兼容，組網(wǎng)快捷維護方便。

窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IOT）就是基于授權(quán)頻段的窄帶蜂窩通信LPWAN（低功耗廣域網(wǎng)）技術(shù)，廣泛應用于低速率物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務中。

1.2窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IOT）概述

NB-IOT構(gòu)建于蜂窩網(wǎng)絡，可直接部署于GSM網(wǎng)絡、UMTS網(wǎng)絡或LTE網(wǎng)絡以降低部署成本，實現(xiàn)平滑升級，它支持低功耗設備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接。2016年6月NB-IOT R核心協(xié)議凍結(jié)，為正式商用奠定了基礎。

窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IOT）的特性：

（1）廣覆蓋：NB-IOT技術(shù)能實現(xiàn)比GSM20dB以上的覆蓋增益，覆蓋面積擴大100倍，在地下車庫、地下管道也能覆蓋到。（2）大連接：NB-IOT單扇區(qū)支持5萬個連接，比現(xiàn)網(wǎng)高50倍以上。（3）低功耗：NB-IOT終端如每天發(fā)送一次200Byte報文，AA電池待機時間10年，單次的速傳時間縮短了，終端99%的時間都工作在節(jié)能模式（PSM），功耗只有15微瓦。（4）低成本：目前單個模塊做出來的成本已經(jīng)滿足海量覆蓋的要求。（5）安全性和可靠性：繼承4G網(wǎng)絡安全能力，支持雙向鑒權(quán)以及空口嚴格加密，確保用戶數(shù)據(jù)的安全性;提供電信級的可靠性接入，有效支撐IoT應用和智慧城市解決方案。

上述幾大特性確保了窄帶物聯(lián)網(wǎng)在社會事業(yè)和城市管理等領域的廣泛應用。

2 智慧小區(qū)設想

2.1 總體思路

智慧小區(qū)是指充分借助窄帶物聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)等網(wǎng)絡通信技術(shù)把物業(yè)管理、安防、通信等系統(tǒng)集成在一起，并通過通信網(wǎng)絡連接物業(yè)管理處，為小區(qū)住戶提供一個安全、舒適、便利的現(xiàn)代生活環(huán)境，從而形成基于大規(guī)模信息智能處理的一種新的管理形態(tài)社區(qū)。智慧小區(qū)以智能、人文、服務為理念，以“管理精細化、服務人文化、運行社會化、手段信息化、工作規(guī)范化”為建設思路，以統(tǒng)籌各類服務資源為切入點，以滿足社區(qū)居民、企事業(yè)單位、社會組織的需求為落腳點，以信息化技術(shù)手段為支撐，構(gòu)建涵蓋社會管理、社會服務、社區(qū)建設等多層次于一體的智能化綜合信息服務管理平臺。

2.2 設計目標

（1）為業(yè)主提供一個安全、方便、舒適的生活環(huán)境，提高一個數(shù)字化、網(wǎng)絡化的豐富多彩的生活方式，提高生活品質(zhì);

（2）為物業(yè)公司提供一個便于管理、運維的網(wǎng)絡化物業(yè)管理與服務系統(tǒng)，提高服務品質(zhì);

（3）物業(yè)公司利用智慧小區(qū)的網(wǎng)絡服務平臺，為業(yè)主提供網(wǎng)絡增值服務，提升物業(yè)服務價值，從而提高物業(yè)服務收入;

（4）為“智慧城市”提供樣板式的典范，提高智慧小區(qū)樓盤的聲譽和社會價值;

（5）使物業(yè)公司由傳統(tǒng)的物業(yè)管理模式歷史性的轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代化、網(wǎng)絡化的物業(yè)增值服務新模式。

3 基于NB-IOT智慧小區(qū)實現(xiàn)方案

基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠滿足智慧小區(qū)的設想，通過各類型的感應設備、統(tǒng)一的管理平臺、手持PDA以及手機APP等輔助工具，以窄帶蜂窩通信技術(shù)為傳輸媒介，實現(xiàn)住宅小區(qū)的智能化管理。方案從公共安全、便民服務、治安防控、節(jié)能減排等四個方面對小區(qū)智慧化進行闡述。

3.1 公共安全

（1）智能井蓋

智能井蓋主要包含了井蓋資產(chǎn)管理、實時定位、防盜監(jiān)管、報警聯(lián)動這些功能需求。結(jié)合NB-IOT技術(shù)廣覆蓋（信號增強20dB）這個特性，可以在井蓋內(nèi)置NB通訊模塊，水位傳感器，同時考慮到防潮、防腐蝕這些等特性，開發(fā)對應的井蓋監(jiān)控平臺，通過巡檢設備結(jié)合手機APP，當井蓋被打開或發(fā)生位移的時候，可以產(chǎn)生報警聯(lián)動信息回傳到至平臺和手機APP當中。

（2）智慧電梯監(jiān)控

近年電梯事故頻出造成惡劣的社會影響，從國家到地方單位都密集發(fā)文要求相關(guān)單位加強對電梯的安全監(jiān)管。對于小區(qū)電梯維保雖然被委托給第三方，但是所有的職責任然需要小區(qū)物業(yè)承擔，只有解決智能監(jiān)控問題，小區(qū)物業(yè)才有主導權(quán)。智慧電梯解決方案針對物聯(lián)網(wǎng)的實際需求，基于C網(wǎng)安全級別高、網(wǎng)絡覆蓋廣、800M低頻、終端機卡一體這幾項技術(shù)，提供電梯遠程監(jiān)控、政府應急調(diào)度、移動運營維保等功能，實現(xiàn)電梯日常運營的精準掌控，有效地提升了社區(qū)的信息化安全管理水平。

（3）智能消防栓

智能消防栓的主要用途：通過手機APP+平臺的方式，智能管控消防栓，通過傳感器監(jiān)控消防栓內(nèi)的水壓情況，避免出現(xiàn)火警而部分消防栓卻沒有水的情況出現(xiàn)，提高了對社區(qū)對的公共服務水平。

通過傳感器檢測水壓異常，通過NB-IOT的覆蓋廣、低功耗休眠，傳感器檢測到水壓異常觸發(fā)喚醒NB-IOT模塊，將監(jiān)控和告警數(shù)據(jù)傳回給后臺。

3.2 便民服務

（1）社區(qū)智能停車

社區(qū)智能停車的主要用途方便社區(qū)業(yè)主更順暢停車，提高地下停車場的使用效率，為物業(yè)增加收益，節(jié)約人工費用。出口不用停車，更方便、快捷。空時段可以出租，增加物業(yè)的收入。可以用手機繳費，更方便快捷。

小區(qū)停車誘導系統(tǒng)，可以實時獲取小區(qū)停車位占用情況，通過引導屏、智能手機、網(wǎng)站等多樣的信息誘導方式，將交通信息實時發(fā)布，使得車主可以迅速找到小區(qū)內(nèi)停車位，從而大大提高停車效率，為車主節(jié)省時間，減少擁堵，有效地改善了停車難的狀況，同時提高了停車位使用率。

（2）智能抄表（水、電、燃、熱）

當前我國水、電、氣的計量收費管理存在著效率低下等諸多弊端，用戶竊水、竊電、竊氣的現(xiàn)象時有發(fā)生;管理單位收費難、收費拖欠的問題也日益突出。NB-IOT智能抄表技術(shù)，能夠利用其廣覆蓋（信號增強20dB）的特點，實現(xiàn)抄表速度快、計算精度高的特點。采用自動抄表系統(tǒng)有效緩解抄表人員的勞動強度、降低人為因素造成的抄表誤差。

基于NB技術(shù)的智能抄表平臺主要功能特點包括報警功能、數(shù)據(jù)保護、電量提示、自動斷電、回寫功能、用戶抽檢功能、電量查詢、防竊電功能、過壓保護功能、低功耗等。

（3）智慧養(yǎng)老

智慧養(yǎng)老為社區(qū)服務面臨的養(yǎng)老問題提供了有力支撐，基于NB-IOT/2G/3G網(wǎng)絡，依托老人手機、穿戴設備，提供無線VP-DN專用無線數(shù)據(jù)通信通道，保障信息安全可靠傳輸。自管理門戶可提供預警監(jiān)控、終端定位等功能，可視化提供緊急求助、社區(qū)服務上門等居家養(yǎng)老服務。

3.3 治安防控

隨著城市化的推進，人員流動頻率越來越大，小區(qū)內(nèi)的流動人口規(guī)模持續(xù)擴大，房子出租率高，流動人員信息不全，給小區(qū)的安全造成了極大的隱患。

小區(qū)的綜治方案能夠很好地解決上述痛點，可以實現(xiàn)功能：人員信息采集、人臉信息采集、數(shù)據(jù)同步與共享、重點人群標記、預警布控、智慧社區(qū)等。

綜治方案很好地實現(xiàn)了人防與科防的有效相結(jié)合，為小區(qū)物業(yè)、居民提供一個安全可靠的小區(qū)外在環(huán)境，同時，采集的數(shù)據(jù)還可以通過VPN網(wǎng)絡共享給消防、交通、公安、計生辦、村委等相關(guān)政府機構(gòu)，實現(xiàn)更高一級的治安防控。

3.4 節(jié)能減排（智能路燈）

智能路燈監(jiān)控的主要用途：為物業(yè)管理人員提供方便快捷的路燈管理解決方案，可實現(xiàn)監(jiān)控路燈照明設備實時在線控制，降低管理成本，同時采用物聯(lián)網(wǎng)加傳感器的搭配，可以感應監(jiān)測，智能調(diào)整光線亮度，達到節(jié)能減排+遠程管控的目的。

4 結(jié)束語

物聯(lián)網(wǎng)時代是一個萬物互聯(lián)的新時代，市場前景巨大且廣泛;窄帶物聯(lián)網(wǎng)基于低功耗低成本廣覆蓋的特性正以一種勢不可擋的態(tài)勢推進，作為應對物聯(lián)網(wǎng)新時代諸多挑戰(zhàn)的一大利器，NB-IOT將引發(fā)整個物聯(lián)網(wǎng)的革命性變化，為各行各業(yè)帶來巨大的機遇。

參考文獻：

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【通聯(lián)編輯：李雅琪】

收稿日期：2019-10-24

作者簡介：陳明迅（1973-），男，福建福州人，工程碩士，工程師，中國電信股份有限公司福州分公司馬尾網(wǎng)絡部經(jīng)理，研究方向：通信網(wǎng)絡的維護及建設，物聯(lián)網(wǎng)應用等。