NB-IoT在智慧城市中的應(yīng)用

徐順

摘要：隨著時(shí)代的發(fā)展，城市建設(shè)智慧化和設(shè)施智能化已經(jīng)成為新的發(fā)展趨勢(shì)，NB-IoT作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要組成部分，在智慧城市的建設(shè)中發(fā)揮著不可或缺的作用。

關(guān)鍵詞：NB-IoT;智慧城市;物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

引言：由于科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，“智慧城市”一詞逐漸出現(xiàn)在大眾視野中，并逐漸成為了城市建設(shè)的主流趨勢(shì)。其本質(zhì)是以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為依托，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)城市的現(xiàn)代化建設(shè)。NB—I oT技術(shù)由于其所具備的優(yōu)勢(shì)被各個(gè)產(chǎn)業(yè)關(guān)注，適用范圍也因此更加廣泛，目前在智慧城市的建設(shè)中具有重要意義。

一、＼NB-IoT技術(shù)概念

NB-IoT 依托蜂窩網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建而成，也被稱為窄帶物聯(lián)網(wǎng)，是“萬(wàn)物互聯(lián)” 網(wǎng)絡(luò)中的主要分支，通過(guò)布局在GSM、LTE、UMTS等網(wǎng)絡(luò)中，是IOT領(lǐng)域內(nèi)的一項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新。其覆蓋廣泛，同樣頻段下覆蓋區(qū)域的能力可提升100倍[1]。由于NB-IoT技術(shù)的運(yùn)行技術(shù)上的創(chuàng)新，相比3G、 4G技術(shù)實(shí)現(xiàn)了50到100倍的上行容量提升，在同個(gè)基站的情況之下能比普通技術(shù)多50到100倍的接入數(shù)量。該技術(shù)相較傳統(tǒng)技術(shù)，設(shè)備運(yùn)行所需功率更低，能滿足一些無(wú)法即時(shí)充電的設(shè)備進(jìn)行長(zhǎng)期運(yùn)行。NB—I oT主要是使用在小數(shù)據(jù)量和小速率中，不需要很大緩存，芯片體積小，模板成本也隨之降低。

NB-IoT技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由NB-IoT終端、基站、核心網(wǎng)、云平臺(tái)與應(yīng)用服務(wù)器組成，其接入網(wǎng)構(gòu)架與LTE基本一致，通過(guò)升級(jí)部署和獨(dú)立組網(wǎng)部署來(lái)完成。其網(wǎng)絡(luò)分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，采集信息由感知層負(fù)責(zé)，連接、交互與共享則建立在網(wǎng)絡(luò)層，應(yīng)用層負(fù)責(zé)對(duì)大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并提供數(shù)據(jù)決策分析。

二、NB-IoT在城市建設(shè)中的應(yīng)用

（一）城市公共基礎(chǔ)設(shè)施

基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)是目前城市建設(shè)中最重要的組成部分，該類(lèi)設(shè)施的智慧化程度與人們生活的便利程度有著必然聯(lián)系。NB-IoT技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景包括但不限于對(duì)停車(chē)場(chǎng)、市政照明、道路交通、垃圾箱、環(huán)衛(wèi)清運(yùn)車(chē)等設(shè)施的物聯(lián)感知和智能控制，利用云端數(shù)據(jù)直接可反饋到智能手機(jī)等終端設(shè)備上并進(jìn)行直接控制。和傳統(tǒng)的LTE網(wǎng)絡(luò)相比，由于其覆蓋率廣、信號(hào)強(qiáng)的特點(diǎn)，其適用范圍更加廣泛，如地下停車(chē)場(chǎng)等，車(chē)主也可實(shí)時(shí)收到信息反饋，在停車(chē)場(chǎng)的建設(shè)中還能降低成本。

（二）城市公共服務(wù)

由于目前人們生活節(jié)奏越來(lái)越快，公共服務(wù)的便利快捷成為當(dāng)前主要建設(shè)目標(biāo)，其建設(shè)成果同樣也直接影響到城市建設(shè)質(zhì)量。該技術(shù)在公共服務(wù)中應(yīng)用范圍也極其廣泛，如智能水、 電、 氣表，通過(guò)數(shù)據(jù)采集裝置實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程讀表、采集詳細(xì)歷史數(shù)據(jù)，并進(jìn)行趨勢(shì)分析，可謂能源儲(chǔ)備提供科學(xué)的數(shù)據(jù)支持，減少浪費(fèi)。由于目前城市人口越來(lái)越多，接入的終端也逐年上升，因此NB-IoT技術(shù)的優(yōu)勢(shì)使得其成為智慧城市建設(shè)的不二之選。NB-IoT技術(shù)在城市醫(yī)療服務(wù)中的應(yīng)用也是近年來(lái)的一大突破，智能血液儀、智能體溫計(jì)等現(xiàn)代化設(shè)備都為居家醫(yī)療提供了更加便利和專(zhuān)業(yè)的服務(wù)保障。在醫(yī)療手術(shù)中，NB-IoT技術(shù)能夠通過(guò)信息傳輸速度的提升，使得醫(yī)療工作中的病況監(jiān)控更加具有時(shí)效性[2]。 傳統(tǒng)的醫(yī)療模式中，病人術(shù)后病況變化需要陪護(hù)者向醫(yī)護(hù)人員進(jìn)行監(jiān)護(hù)和反饋，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)反饋不及時(shí)的情況，從而延誤病情，該技術(shù)超越傳統(tǒng)的GPRS檢測(cè)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)覆蓋程度不受區(qū)域等因素限制，使醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)全覆蓋成為現(xiàn)實(shí)。

該技術(shù)同時(shí)在消防中也得到了大量運(yùn)用。通過(guò)消防煙感、溫感、光感傳感器集成的NB-IoT 模組可以采集實(shí)時(shí)信息并上傳至監(jiān)控平臺(tái)，有關(guān)部門(mén)可對(duì)重點(diǎn)防火單位、部門(mén)、樓宇、住宅、 人員密集場(chǎng)所等的消防動(dòng)態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。基于NB-IoT技術(shù)的傳感裝置也被應(yīng)用在了建筑消防水源、公共場(chǎng)所滅火栓等設(shè)備上，應(yīng)急部門(mén)能及時(shí)知曉水位、水壓、位置等信息，從而提高消防滅火的工作效率。

（三）工業(yè)生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)

在我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，通信信號(hào)是礦區(qū)開(kāi)采作業(yè)檢測(cè)技術(shù)的關(guān)注重點(diǎn)，礦區(qū)往往處在偏遠(yuǎn)地區(qū)，其信號(hào)覆蓋弱，實(shí)時(shí)檢測(cè)難以進(jìn)行，使得部分產(chǎn)業(yè)的開(kāi)采工作具有較高風(fēng)險(xiǎn)。工業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)僅僅依賴于有線網(wǎng)絡(luò)通訊是難以達(dá)到建設(shè)預(yù)期的，要滿足生產(chǎn)中的通訊需求還需要對(duì)核心技術(shù)進(jìn)行較大程度的開(kāi)發(fā)與革新。目前 我國(guó)部分工業(yè)已對(duì)在生產(chǎn)中使用NB-IoT技術(shù)來(lái)替代無(wú)線的WIFI技術(shù)做出了嘗試，以LTE技術(shù)為基礎(chǔ)并聯(lián)合運(yùn)用NB-IoT技術(shù)，使得該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了加密與雙向鑒權(quán)，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定程度大幅提升，降低了生產(chǎn)中的安全隱患。

（四）智慧農(nóng)業(yè)

我國(guó)作為人口大國(guó)和農(nóng)業(yè)大國(guó)，如何提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是我國(guó)長(zhǎng)久以來(lái)致力于研究的問(wèn)題，其中，如何提高農(nóng)作物品質(zhì)又是備受關(guān)注的一點(diǎn)。影響農(nóng)作物品質(zhì)的因素眾多，生長(zhǎng)環(huán)境的影響尤為直接，溫度、濕度和病蟲(chóng)害均有可能導(dǎo)致作物減產(chǎn)甚至絕收。NB-IoT技術(shù)能耗低，將其應(yīng)用于溫室大棚生產(chǎn)管理具有科學(xué)性和合理性，通過(guò)控制模塊來(lái)控制大棚排風(fēng)扇、加熱器、 遮陽(yáng)網(wǎng)電機(jī)、噴淋等設(shè)備，進(jìn)行空氣溫濕度、光照和土壤溫濕度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并采集數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控終端，進(jìn)一步合理控制設(shè)備運(yùn)行，也為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了科學(xué)的數(shù)據(jù)支持，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的精準(zhǔn)控制，從而提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)品質(zhì)和管理水平。

（五）環(huán)境監(jiān)測(cè)

環(huán)境監(jiān)控對(duì)城市發(fā)展非常重要，NB-IoT憑借大容量、廣覆蓋的優(yōu)勢(shì)能很好適應(yīng)環(huán)境檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)多的需求[3]。其主要應(yīng)用于空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)、水質(zhì)量監(jiān)測(cè)、光照、噪聲、污染源監(jiān)測(cè)，其數(shù)據(jù)為環(huán)境質(zhì)量綜合監(jiān)測(cè)、環(huán)境應(yīng)急管理等提供了科學(xué)依據(jù)，使環(huán)境感知測(cè)量更加互聯(lián)互通，智慧環(huán)保物聯(lián)網(wǎng)體系更具可靠性和透徹性。

（六）物流運(yùn)輸

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物的興起，物流行業(yè)已成為基礎(chǔ)性服務(wù)行業(yè)，也是現(xiàn)代社會(huì)“萬(wàn)物互聯(lián)”模式的深刻體現(xiàn)。隨著物流行業(yè)的發(fā)展，物流系統(tǒng)的智能化程度越來(lái)越高，智能化貫穿于物流系統(tǒng)全流程。

三、結(jié)束語(yǔ)

NB-IoT技術(shù)自身的優(yōu)越性是其在現(xiàn)代化城市建設(shè)中得以廣泛運(yùn)用的關(guān)鍵，人們對(duì)更便捷、 更智能的智慧城市建設(shè)要求使得這項(xiàng)技術(shù)有十分廣闊的發(fā)展前景。NB-IoT技術(shù)的應(yīng)用和與不同行業(yè)的融合使實(shí)現(xiàn)智慧城市建設(shè)的宏偉藍(lán)圖成為現(xiàn)實(shí)。

參考文獻(xiàn)：

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