基于NB-IoT的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

文/左培良 周琴 梁春光

物聯(lián)網(wǎng)將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為核心，屬于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)一步拓展，具有智能處理及全面感知等特點(diǎn)。作為新興產(chǎn)業(yè)，多數(shù)國(guó)家將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略作為關(guān)注重點(diǎn)。我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)起步較晚，窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（NB-loT）屬于一種低能耗且應(yīng)用范圍廣的技術(shù)，在發(fā)展中優(yōu)勢(shì)逐漸凸顯，說(shuō)明窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)適合新時(shí)代的發(fā)展，該技術(shù)自試點(diǎn)至商用僅經(jīng)歷三年實(shí)踐，但快速發(fā)展過(guò)程中顯現(xiàn)出一些問(wèn)題。本文就NB-IoT的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用展開分析，從而拓展其進(jìn)一步發(fā)展空間。

1 NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)介紹

物聯(lián)網(wǎng)建立在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)拓展方式，實(shí)現(xiàn)物品間的信息通信及信息交換。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過(guò)各類傳感設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集及實(shí)施監(jiān)控信息。NB-IOT技術(shù)，屬于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一種，又名窄帶物聯(lián)網(wǎng)。具有較長(zhǎng)的待機(jī)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息高效連接，在人們生活中具有較大應(yīng)用空間。該技術(shù)具有覆蓋面積廣特點(diǎn)，在同等頻率下可實(shí)現(xiàn)超過(guò)百倍的覆蓋率。具有連接數(shù)量大特點(diǎn)，通過(guò)NBIoT扇形區(qū)支持多種連接端口，支持低成本網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架。具有低能耗特點(diǎn)，NB-IoT終端位置，實(shí)現(xiàn)十年的長(zhǎng)久待機(jī)。具有成本低特點(diǎn)，NBIoT技術(shù)生產(chǎn)過(guò)程中，每個(gè)連接單元只需5美元。相比其他窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，NB-IoT物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具有較大優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)部署的網(wǎng)絡(luò)共存，具有強(qiáng)大兼容性，此技術(shù)為目前移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的最佳技術(shù)類別。

NB-IoT屬于長(zhǎng)期演進(jìn)的蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，部署成本較低，能夠覆蓋較大范圍，且具有數(shù)據(jù)儲(chǔ)存及管理能力，在多種垂直行業(yè)中可有效應(yīng)用。NB-IoT射頻寬度為180kHz，能夠支持三種部署方式，分別為獨(dú)立部署，保護(hù)帶部部署及帶內(nèi)部部署。不同部署模式具有不同功能。第一種部署方式能夠應(yīng)用在獨(dú)立頻帶方面，在全球移動(dòng)通信系統(tǒng)較為適用。第二種部署方式在LTE系統(tǒng)中應(yīng)用于邊緣無(wú)用頻帶。第三種部署方式應(yīng)用于LTR載波中間資源模塊。NBIoT根據(jù)霧計(jì)算智能前端理念，在本地接入點(diǎn)實(shí)現(xiàn)直接接入，對(duì)數(shù)據(jù)變化進(jìn)行儲(chǔ)存與管理，NB-IoT終端連接F-AP層，實(shí)現(xiàn)信息儲(chǔ)存及數(shù)據(jù)計(jì)算，具有強(qiáng)大的兼容性，因此在應(yīng)用過(guò)程中，可利用NB-IoT技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息的有效保管。

2 NB-IoT的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用

2.1 在商業(yè)中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，利用NB-IoT技術(shù)有利于實(shí)現(xiàn)增值服務(wù)的商業(yè)發(fā)展模式。此模式中涵蓋三個(gè)部分，首先為純通道合作環(huán)節(jié)，從而體現(xiàn)在工業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)卡服務(wù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全交互。其次為平臺(tái)合作，利用平臺(tái)與廠家進(jìn)行連接，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速收集，從而設(shè)計(jì)方案滿足客戶需求，使運(yùn)營(yíng)商具有更大的發(fā)展空間。最后為能力開放，實(shí)現(xiàn)定位服務(wù)，通過(guò)智能物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，保障多功能應(yīng)用。

2.2 與大數(shù)據(jù)及人工智能的結(jié)合應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與大數(shù)據(jù)結(jié)合，使大數(shù)據(jù)具有獲得數(shù)據(jù)的新渠道，有效將數(shù)據(jù)接入與儲(chǔ)存，從而構(gòu)建完整的數(shù)據(jù)生態(tài)鏈。大數(shù)據(jù)在處理過(guò)程中，如果數(shù)據(jù)過(guò)于繁雜，需利用人工智能技術(shù)處理，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效管理。人工智能應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)中，通過(guò)感知層面及應(yīng)用層面，感知層面通過(guò)人工智能，實(shí)現(xiàn)傳感器功能的提升，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的有效采集，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類管理，從而提升數(shù)據(jù)的可利用性，比如在實(shí)際應(yīng)用對(duì)紅綠燈路口實(shí)現(xiàn)圖像監(jiān)控，除需要采集數(shù)據(jù)外，還應(yīng)當(dāng)采集車牌號(hào)等，實(shí)現(xiàn)感知數(shù)據(jù)多樣性。在應(yīng)用層面，人工智能與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的深入挖掘，從而對(duì)數(shù)據(jù)情況進(jìn)行相關(guān)的管理，比如利用歷史數(shù)據(jù)感知層，據(jù)車輛行動(dòng)規(guī)律，從而合理調(diào)節(jié)紅綠燈，保障人們的交通安全。

2.3 在健康監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

我國(guó)已經(jīng)進(jìn)入人口老齡化階段，多數(shù)老人為獨(dú)居老人，老人健康問(wèn)題受到國(guó)家重視。利用NB-IoT的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可有效將此問(wèn)題解決，獨(dú)居老人配帶NB-IoT手表，實(shí)時(shí)感應(yīng)老年人身體狀況，將收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行霧化處理，從而預(yù)測(cè)疾病發(fā)作時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)健康狀況的有效監(jiān)督，通過(guò)報(bào)警裝置，實(shí)現(xiàn)事件的緊急處理。

2.4 在城市數(shù)據(jù)分析中的應(yīng)用

NB-IoT傳感器成本低廉，可在城市各個(gè)位置設(shè)置NB-IoT傳感器，從而將數(shù)據(jù)有效收集。城市多數(shù)大數(shù)據(jù)計(jì)算過(guò)程，通過(guò)獲得數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合及分析數(shù)據(jù)等程序。城市大數(shù)據(jù)分析為解決城市各種問(wèn)題提供有利數(shù)據(jù)。比如空氣污染問(wèn)題及交通堵塞問(wèn)題，城市污染問(wèn)題是其中典型，多數(shù)城市在處理空氣問(wèn)題時(shí)，利用空氣質(zhì)量檢測(cè)方式，從而有效獲取數(shù)據(jù)，但此系統(tǒng)數(shù)據(jù)作為一個(gè)整體，獲取的數(shù)據(jù)針對(duì)性不強(qiáng)，空氣質(zhì)量受到的影響因素較為復(fù)雜，在各個(gè)城市空氣質(zhì)量存在差別。利用NB-IoT技術(shù)的基站霧計(jì)算點(diǎn)能力，有利于監(jiān)測(cè)空氣質(zhì)量，在較大程度提升污染物控制水平。

2.5 在公共智能自行車的應(yīng)用

城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，智能公共自行車系統(tǒng)在多個(gè)城市普及。智能公共自行車在應(yīng)用過(guò)程中逐漸顯現(xiàn)出一定問(wèn)題，比如停車位置受到限制等。針對(duì)此類為可利用NB-IoT技術(shù)在自行車中安置NB-IoT芯片，該芯片將自行車具體位置傳輸，用戶可利用APP觀察到自行車停放位置，及時(shí)找到自行車。從而增加自由擺放點(diǎn)，較大程度改善自動(dòng)車存放空間的能力，使人們出行更加方便。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，蜂窩網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋人口生存的大部分區(qū)域。蜂窩網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，運(yùn)營(yíng)商能夠具有競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。NB-IoT技術(shù)優(yōu)勢(shì)較為突出，覆蓋面積較大，且成本較低，運(yùn)營(yíng)商能夠在節(jié)省成本的同時(shí)，獲得更高的收益。在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用也能發(fā)現(xiàn)NB-IoT技術(shù)具有強(qiáng)大的使用價(jià)值，在未來(lái)發(fā)展中可進(jìn)一步研究，拓展其發(fā)展空間，滿足人們對(duì)信息及技術(shù)的需求。