【精品资料】承载物联网的移动蜂窝网络

乐创客 2020-12-15 00:00
文/Edward












  前物联网时代

物联网(IoT,Internet of things)这个概念,最早是1998年麻省理工大学提出的,其最初的设计思想是基于RFID技术和互联网技术实现的物料在线管理系统。早在1999年,我国中科院就开始了对传感器网络的研究。只不过由于当时的无线通讯技术无法满足物联网设备的接入,因此大多数物联网的组成形态是局部组成的传感器网络通过中心节点连接互联网的形式。如433M的Lora,Zigbee等,都是为了满足局部无线组网而产生的技术。



这种利用局部无线通讯构成的传感器网络虽然可以解决远程设备的传感器采集问题,但是最终还需要通过一个有线的网络设备接入到互联网中来,因此无法做到正真的单一设备接入。



  移动互联网时代

随着通讯技术的发展,WIFI的应用变得越来越普及,当然WIFI不是正真意义上的无线通信,但是和上述的那些Lora和Zigbee比起来,WIFI的技术优势实在是太明显了。首先,WIFI最大的优势是可以直接无缝接入网络,特别是可以直接将数据传入云服务器进行处理。因此,我们只需要一个热点即可满足一个区域内所有产品的互联。其次,使用WIFI接入的设备,使用我们常规意义上成熟的网络通信协议即可完成设备数据的传输,而不需要像Lora,Zigbee那样进行复杂的协议转换。此时开始,各大云平台厂家纷纷提供自己的公有云以供设备的接入。记得2014,2015那几年,几乎所有的家电厂商都在积极的适配自家产品的WIFI接入。



智能家居的风口,和2015年下半年的股市一起破灭了,在这么些巨大的家电厂商之间,谁也没有将自己公司的协议,标准作为行业接入标准。反而绝大多数家电厂商,最终选择接入了阿里云,京东云等互联网巨头的公有云,或者直接接入到自己的私有云中。而异军突起的家电厂家还是一家互联网公司,这就是小米。到此为止,智能家电之战基本拉下帷幕,以WIFI形式接入的物联网也就此成熟停滞。



  蜂窝时代

我相信几乎所有人都不会认为智能家居就是物联网的尽头。我们内心理想的互联网到底是什么?这个问题肯定是有答案的。

首先,这个物联网要有的就是广域性,也就是说不管是什么设备,不管何时何地都能被接入云端。

其次,这个物联网要有的就是稳定性,也就是说设备一定要保证可以稳定,可靠,安全地接入云端。

最后,这个物联网一定要能满足不同设备的不同速度需求。

介于此,随着4G LTE的迅速发展,一种基于蜂窝通信的物联网模式就被广泛地普及开来了。虽然5G在中国的广大土地上遍地开花,但是目前它作为一种全新的通信方式,其高额的设备成本让很多厂家望而却步,仅仅一些对于传输速度和实时性有着强大渴望的产品在使用,如自动驾驶。其余所有的物联网设备,还是停留在LTE的时代。而随着技术的发展,LTE设备在近几年成本会越来越低,速度会越来越快,这里就介绍几种基于LTE网络的蜂窝通讯技术。



  NB-IoT

窄带物联网(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络,只消耗大约180kHz的带宽,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,以降低部署成本、实现平滑升级。

NB-IoT服务的设备对象主要有三大显著特征,低功耗、周期性数据上传、信号条件差。对于这三大特征的设备,很容易想到平日里我们家里面的各种表类,如水表,电表,燃气表等。

以水表为例,水表的抄表数据不需要长时间连接服务器,都是需要定期上传,但是水表数据自身的数据量很小。绝大多数的水表都是被放置在地下室等环境中,网络环境都不是很好。另外,市面上的水表很少有自身带电池的,都是通过水流发电获得能源。因此NB-IoT作为窄带网络的代表产品,非常适合这种应用。

关于流量费用问题,NB-IoT的设备通常以连接次数计费,因此价格非常低,各大运营商都有针对NB的单独计费包。




  Cat

Cat 是 Category 的缩写,其中文意思是“类别,种类”。Cat 后面的数字即代表不同的种类,3GPP标准将不同种类的网络用 “Cat.X” 格式命名。根据 3GPP Release 定义,Cat.X 是用来描述用户终端的能力等级,根据终端通讯速率来划分。




  Cat.1

Cat.1的全称是LTE UE-Category 1,其中UE是指User Equipment,是对于LTE网络下用户终端设备的无线性能的一种分类。根据3GPP的定义,将UE-Category划分为1-15共15个等级。

Cat.1是 4G LTE 网络的一个类别,可以称为“低配版”的 4G 终端,上行峰值速率5Mbit/s,下行峰值速率10Mbit/s。

Cat.1标准是4G LTE中针对一些带宽要求不是很高的设备而制定的协议。我们日常生活中很多应用,只需要保持长时间的网络连接,但是传输的数据量很小,因此对带宽需求不大,介于此,就可以使用Cat.1蜂窝通讯了。这些设备通常为一些非视频类的设备,如饮料零售机收款时产生的二维码,智能家电的控制,可穿戴设备的数据上传,POS机等。

Cat.1设备的价格越来越便宜,流量费也越来越低,因此现在Cat.1设备不断地在蚕食一些早期GPRS模块的市场。因为它的价格几乎快赶上GPRS的价格,流量费用也差不多。但是和GPRS比起来,Cat.1的速度是领先GPRS一个时代的。




  Cat.4

Cat.4的全称是LTE UE-Category 4,也就是LTE的ue-Category设置为4。而ue-Category指的是UE的接入能力等级,也就是UE能够支持的传输速率的等级。

Cat.4是 4G LTE 网络的一个类别,可以称为“正常版”的 4G 终端,上行峰值速率51Mbit/s,下行峰值速率150Mbit/s。

Cat.4设备几乎可以满足目前4G的绝大多数应用场景了,如车联网,智能电网、4G无线路由、视频安防、商显设备、4G执法仪。视频直播设备。这些设备对于带宽要求更高,网络稳定性也更高。

如果以上的4G物联网模块无法满足你的应用,那么5G是最好的选择了。因为目前大多数蜂窝模块支持的主流网络也就是以上三个,它们基本上可以满足不同产品对于网络稳定性和带宽的需求。





乐创客 我们从来不培养程序猿,我们只是嵌入式技术的搬运工
评论
  • 物联网(IoT)的快速发展彻底改变了从智能家居到工业自动化等各个行业。由于物联网系统需要高效、可靠且紧凑的组件来处理众多传感器、执行器和通信设备,国产固态继电器(SSR)已成为满足中国这些需求的关键解决方案。本文探讨了国产SSR如何满足物联网应用的需求,重点介绍了它们的优势、技术能力以及在现实场景中的应用。了解物联网中的固态继电器固态继电器是一种电子开关设备,它使用半导体而不是机械触点来控制负载。与传统的机械继电器不同,固态继电器具有以下优势:快速切换:确保精确快速的响应,这对于实时物联网系统至
    克里雅半导体科技 2025-01-03 16:11 164浏览
  • Matter加持:新世代串流装置如何改变智能家居体验?随着现在智能家庭快速成长,串流装置(Streaming Device,以下简称Streaming Device)除了提供更卓越的影音体验,越来越多厂商开始推出支持Matter标准的串流产品,使其能作为智能家庭中枢,连结多种智能家电。消费者可以透过Matter的功能执行多样化功能,例如:开关灯、控制窗帘、对讲机开门,以及操作所有支持Matter的智能家电。此外,再搭配语音遥控器与语音助理,打造出一个更加智能、便捷的居家生活。支持Matter协议
    百佳泰测试实验室 2025-01-03 10:29 143浏览
  • 在快速发展的能源领域,发电厂是发电的支柱,效率和安全性至关重要。在这种背景下,国产数字隔离器已成为现代化和优化发电厂运营的重要组成部分。本文探讨了这些设备在提高性能方面的重要性,同时展示了中国在生产可靠且具有成本效益的数字隔离器方面的进步。什么是数字隔离器?数字隔离器充当屏障,在电气上将系统的不同部分隔离开来,同时允许无缝数据传输。在发电厂中,它们保护敏感的控制电路免受高压尖峰的影响,确保准确的信号处理,并在恶劣条件下保持系统完整性。中国国产数字隔离器经历了重大创新,在许多方面达到甚至超过了全球
    克里雅半导体科技 2025-01-03 16:10 119浏览
  • 本文继续介绍Linux系统查看硬件配置及常用调试命令,方便开发者快速了解开发板硬件信息及进行相关调试。触觉智能RK3562开发板演示,搭载4核A53处理器,主频高达2.0GHz;内置独立1Tops算力NPU,可应用于物联网网关、平板电脑、智能家居、教育电子、工业显示与控制等行业。查看系统版本信息查看操作系统版本信息root@ido:/# cat /etc/*releaseDISTRIB_ID=UbuntuDISTRIB_RELEASE=20.04DISTRIB_CODENAME=focalDIS
    Industio_触觉智能 2025-01-03 11:37 137浏览
  • 光耦合器,也称为光隔离器,是一种利用光在两个隔离电路之间传输电信号的组件。在医疗领域,确保患者安全和设备可靠性至关重要。在众多有助于医疗设备安全性和效率的组件中,光耦合器起着至关重要的作用。这些紧凑型设备经常被忽视,但对于隔离高压和防止敏感医疗设备中的电气危害却是必不可少的。本文深入探讨了光耦合器的功能、其在医疗应用中的重要性以及其实际使用示例。什么是光耦合器?它通常由以下部分组成:LED(发光二极管):将电信号转换为光。光电探测器(例如光电晶体管):检测光并将其转换回电信号。这种布置确保输入和
    腾恩科技-彭工 2025-01-03 16:27 155浏览
  • 影像质量应用于多个不同领域,无论是在娱乐、医疗或工业应用中,高质量的影像都是决策的关键基础。清晰的影像不仅能提升观看体验,还能保证关键细节的准确传达,例如:在医学影像中,它对诊断结果有着直接的影响!不仅如此,影像质量还影响了:▶ 压缩技术▶ 存储需求▶ 传输效率随着技术进步,影像质量的标准不断提高,对于研究与开发领域,理解并提升影像质量已成为不可忽视的重要课题。在图像处理的过程中,硬件与软件除了各自扮演着不可或缺的基础角色,有效地协作能够确保图像处理过程既高效又具有优异的质量。软硬件各扮演了什么
    百佳泰测试实验室 2025-01-03 10:39 137浏览
  • 自动化已成为现代制造业的基石,而驱动隔离器作为关键组件,在提升效率、精度和可靠性方面起到了不可或缺的作用。随着工业技术不断革新,驱动隔离器正助力自动化生产设备适应新兴趋势,并推动行业未来的发展。本文将探讨自动化的核心趋势及驱动隔离器在其中的重要角色。自动化领域的新兴趋势智能工厂的崛起智能工厂已成为自动化生产的新标杆。通过结合物联网(IoT)、人工智能(AI)和机器学习(ML),智能工厂实现了实时监控和动态决策。驱动隔离器在其中至关重要,它确保了传感器、执行器和控制单元之间的信号完整性,同时提供高
    腾恩科技-彭工 2025-01-03 16:28 159浏览
  • 在测试XTS时会遇到修改产品属性、SElinux权限、等一些内容,修改源码再编译很费时。今天为大家介绍一个便捷的方法,让OpenHarmony通过挂载镜像来修改镜像内容!触觉智能Purple Pi OH鸿蒙开发板演示。搭载了瑞芯微RK3566四核处理器,树莓派卡片电脑设计,支持开源鸿蒙OpenHarmony3.2-5.0系统,适合鸿蒙开发入门学习。挂载镜像首先,将要修改内容的镜像传入虚拟机当中,并创建一个要挂载镜像的文件夹,如下图:之后通过挂载命令将system.img镜像挂载到sys
    Industio_触觉智能 2025-01-03 11:39 113浏览
  • 车身域是指负责管理和控制汽车车身相关功能的一个功能域,在汽车域控系统中起着至关重要的作用。它涵盖了车门、车窗、车灯、雨刮器等各种与车身相关的功能模块。与汽车电子电气架构升级相一致,车身域发展亦可以划分为三个阶段,功能集成愈加丰富:第一阶段为分布式架构:对应BCM车身控制模块,包含灯光、雨刮、门窗等传统车身控制功能。第二阶段为域集中架构:对应BDC/CEM域控制器,在BCM基础上集成网关、PEPS等。第三阶段为SOA理念下的中央集中架构:VIU/ZCU区域控制器,在BDC/CEM基础上集成VCU、
    北汇信息 2025-01-03 16:01 173浏览
  • 【工程师故事】+半年的经历依然忧伤,带着焦虑和绝望  对于一个企业来说,赚钱才是第一位的,对于一个人来说,赚钱也是第一位的。因为企业要活下去,因为个人也要活下去。企业打不了倒闭。个人还是要吃饭的。企业倒闭了,打不了从头再来。个人失业了,面对的不仅是房贷车贷和教育,还有找工作的焦虑。企业说,一个公司倒闭了,说明不了什么,这是正常的一个现象。个人说,一个中年男人失业了,面对的压力太大了,焦虑会摧毁你的一切。企业说,是个公司倒闭了,也不是什么大的问题,只不过是这些公司经营有问题吧。
    curton 2025-01-02 23:08 290浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦