5G背景下NB-IOT技術的典型應用分析

李 瑩

(山東電子職業技術學院，山東 濟南 250200)

0 引言

從宏觀層面來看，NB-IOT技術其實是5G技術的“敲門磚”，而NB-IOT技術也可依托5G技術實現升級以長遠發展，兩者之間并無太多沖突和矛盾，可實現協同發展。本次我們的研究更傾向和側重于NB-IOT技術，希望透過對其典型應用的深入探究，來進一步推動NB-IOT技術在5G背景下的發展，同時也為日后NB-IOT技術的升級與創新提供理論支持。

1 NB-IOT技術概述

想要探究5G背景下NB-IOT技術的典型應用，就需要首先了解與認知NB-IOT技術，這是必經過程，基于此，我們對NB-IOT技術的概念及特點進行了詳盡分析，希望可以讓更多人懂得NB-IOT技術，為NB-IOT技術發展及未來應用提供有效助力。

1.1 NB-IOT技術概念

NB-IOT技術，主要指窄帶物聯網技術，是物聯網領域的重要內容，建立在蜂窩網絡基礎上，有節省成本的價值，在應用過程中只消耗180kHz的寬帶，可直接部署于GSM網絡、UMTS網絡或LTE網絡[1]，可以實現大范圍全覆蓋，其優越性、先進性特質顯而易見。這也是它迅速應用的主要原因，為物聯網后續發展奠定了堅實基礎。除此之外，NB-IOT技術支持待機時間長，對網絡連接要求設備的高效連接。另外，NB-IOT設備電池壽命可提高至10年，該優勢也是值得肯定的。雖說已經步入5G時代，但是NB-IOT技術的發展與升級仍舊不可停下，還需不斷創新，也由此奠定了本次研究的重要價值和重要意義。

1.2 NB-IOT技術特點

具體而言，NB-IOT技術特點是十分突出的，具體體現在以下幾個方面：首先，海量的連接優勢。該技術以基站優化和網絡優化進行輔助，其容量可進一步增強，與傳統技術相比較足足提高了一百倍，單個扇區就可支撐數十萬連接量，較好地滿足了當前需求；其次，良好的低成本優勢。成本低是比較亮眼的一個優勢和特點，采用半雙工方式，一根連接收天線，就可不用花費較多資金維護自身運行，且部分設備還可重復利用，增強終端模塊的待機時間，降低總成本；另外，覆蓋面積廣。NB-IOT技術具有較強的覆蓋能力，在惡劣天氣也可提高網絡信號接收穩定性，所以可以滿足各個地區的需求，因此，可以做到全范圍覆蓋。其中也包含地下車庫、地下管道、地下室等地下封閉空間，其優勢體現的就更為明顯；最后，NB-IOT技術也具備低消耗特點，可以實現資源的節約，進而滿足可持續發展的需求。

2 5G背景下NB-IOT技術的典型應用

目前來看，NB-IOT技術已經在各行各業實現了廣泛與頻繁應用，如交通、消防、監控等等，以下為5G背景下NB-IOT技術的幾類典型應用(見圖1)。

圖1 NB-IOT技術的幾類典型應用示例

2.1 智能停車

NB-IOT技術在智能停車方面發揮了較大的作用與優勢。首先，節約了成本，車輛檢測器可直接上報給運營商無線網絡，不用匯聚網關，設備成本、部署成本、維護成本等下降了30%左右；其次，部署更為便捷，車輛檢測器即插即用，安裝不費力、施工更簡單，沒有專業經驗的技術人員在場也可完成一系列操作，后續智能車位擴容也會更輕而易舉，可以省去在網絡兼容方面的憂慮。除此之外，在手機上下載停車APP，就可為開車人員提供統一的智能停車服務，方便居民出行，還可間接為居民節約時間與精力，解決了有車一族的大麻煩。

2.2 遠程抄表

要知道，大城市的服務是健全的，也會因此產生海量的數據，對這些數據進行搜集與分析是非常有必要且有價值的，而想要做到這點，卻是很難的。如常見的水氣表數據統計工作即是如此。水氣表是每家每戶都需要用到的監測設備，進行收費的前提是對其產生的數據進行統計，對于水氣表的數據統計，以往需要依靠人力去一家家抄寫，比較費力且效率較低，且其中會摻雜一些主觀風險，不能全方位保障水氣表數據的真實性和可靠性。而NB-IOT技術與水氣表的結合，避免了各類風險，也有效解決了人工成本高、效率低、業主對陌生人存戒備等問題[2]，使得每家每戶的水氣表數據得以及時呈現和更新，省去了不少心力。值得一提的是，NB-IOT遠程抄表容量也是值得認可的，是GPRS遠程抄表的十倍之大，且存有低功效優勢，待機時間長達十年，好處不言而喻。

2.3 消防系統

煙霧傳感器是消防系統中的哨兵，一旦檢測到煙霧，即可報警并將消息及時傳遞到后臺服務器，利于消防部門及時接到通知并派消防員趕往現場，在消防領域發揮著至關重要的作用。但是在煙感器越來越頻繁安裝與應用過程中，它的弊端也在顯現，主要是安裝容易過度密集且容易產生較高的成本，并不是一種符合理想預期的使用模式。而使用融合NB-IOT技術的無線煙感器則可有效解決這些問題，其自身具備海量連接數，可滿足海量煙感器的同時接入。另外，NB-IOT自身的超低功耗特點，也可使得無線煙感器待機長達十年之久，維護成本、使用成本將大大降低，也可滿足地下室、室內等密閉空間的需求。

2.4 路燈監控

路燈管理是城市管理中的一個分支，NB-IOT路燈管理系統中，監控中心是其管理的核心，利用監控可有效查找并定位目標，也支持中心監控分級管理，可設立多個分控中心，網絡可分區、分片進行管理，進而形成大型路燈控制系統。另外，還可定義控制策略，分時間階段的對路面上的路燈進行全亮、全關、隔桿亮燈等處理。值得一提的是，采用NB-IOT無線網絡，可實現遠程分布式遠程控制，省去人力管理的負擔和壓力。路燈一旦出現故障，也可及時發現，并迅速確定該路燈位置，其自身容量的強大，也可省去密集導致的管理不精細煩憂，展現出在路燈管理中的優勢[3]。

2.5 井蓋監控

要知道，井蓋有被偷的風險，也存在損壞的風險，一旦沒有及時發現，后果是非常嚴重的。以往井蓋監控，大多依賴專人的巡邏及檢查，但是井蓋數量的過多還是將監控與管理效率限制在了一個較小范圍，容易造成公共財產損失，甚至給他人的生命安全帶去威脅。而使用NB-IOT對井蓋進行定位監測，則可解決井蓋監控中的多種問題，利于監測管理中心及時掌控井蓋狀況，并可在第一時間接收到井蓋異常的信號及提醒，從而較大程度的避免傷害及損失。

2.6 健康狀況監測

我國養老一直是個大問題，伴隨老齡化進程的加快，帶給無數子女較大的養老壓力，除了經濟上的壓力，就是老人身體狀況上的壓力。具體說來，子女沒有較多時間陪伴老人，造成大部分老年人獨居的現狀，一旦老年人身體有所不適，子女不能立即到達身邊送其就醫，這是一個普遍存在的現狀，也由此形成了社會問題。而當下，采用NB-IOT技術是可以解決這個問題的，獨居的老人可以佩戴NB-IOT模塊手表，該手表同一般手表不同，可對老人的身體各項機能進行實時感應和監測，所監測的所有數據都可上傳到霧計算節點，還可針對老年人的狀況按照特定算法預測出發病時間，利于老年人及其身邊子女提前做好預防，保障了大多數老年人的身體健康和生命安全。

3 5G背景下NB-IOT技術應用的未來發展前景

5G時代為NB-IOT技術未來的廣泛應用做好了鋪墊、打好了基礎，NB-IOT技術也需要再發展與提升，從而帶動物聯網迅猛發展并滿足社會、市場需求。需要明白的是，NB-IOT產業不會因為時代的轉變和5G的深入人心而迅速消退，相反的，今后都將是NB-IOT產業崛起與騰飛的絕佳時機，通過不斷完善與創新，相信可以實現長遠、穩定發展。

暢想NB-IOT技術應用的未來發展趨勢，必將與各行各業聯系的更為緊密，也必將實現更廣范圍的應用，帶動數字產業的發展，繼續在交通、市政、控制、智能化、監督、家居等各大領域中實現智能化運作，如智能交通指揮、智能環境監測、智能加劇監控等，從而為人民提供更優質的服務、滿足人們的各項生活需求，進而構建出更適宜居住的環境。