Mobiele communicatie verschuift van de verbinding tussen mensen naar de verbinding tussen mensen en dingen, en tussen dingen en dingen. De interconnectie van alle dingen is een onvermijdelijke trend. De verbindingsvereisten van het internet der dingen verschillen sterk van die van traditionele cellulaire netwerken. De Narrowband Internet of Things (NB-IoT)-technologie, een opkomende technologie op het gebied van het internet der dingen, is ontstaan uit de toepassingsbehoeften van het internet der dingen. Tegenwoordig wordt NB-IoT-technologie veel gebruikt in de landbouw, industrie, overheid en het leven. Wat is de architectuur van NB-IoT technologie?
1. NB-IoT technologie architectuurdiagram
De typische smalband IoT-architectuur heeft drie lagen, namelijk de perceptielaag, netwerklaag en applicatielaag van onder naar boven.
Perceptielaag: Deze bestaat uit verschillende sensoren, waaronder temperatuur- en vochtigheidssensoren, QR-code-tags, RFID-tags, lezers, camera's, infrarood, GPS en andere sensoren. De perceptielaag is de bron van het identificeren van objecten en het verzamelen van informatie in het internet der dingen. Als NB-IoT wordt vergeleken met een mens, zijn de zintuigen zoals ogen, neus, oren en huid de perceptielaag.
Netwerklaag: Deze laag bestaat uit verschillende netwerken, waaronder internet, radio- en televisienetwerken, netwerkbeheersystemen en cloudcomputingplatforms. Het is de spil van het hele internet van dingen en is verantwoordelijk voor het verzenden en verwerken van informatie die is verkregen door de perceptielaag. De smalbandige IoT-netwerklaag is gelijk aan het menselijke zenuwstelsel, dat verschillende signalen uitzendt.
Toepassingslaag: Dit is de interface tussen het internet van dingen en gebruikers. Deze laag wordt gecombineerd met de behoeften van de industrie om intelligente toepassingen van het internet van dingen te realiseren. De toepassingslaag van het internet der dingen is gelijk aan het menselijk brein, verantwoordelijk voor het analyseren en verwerken van verschillende gegevens.
2. Voordelen van NB-IoT-technologie
1. Breed bereik: NB-IoT heeft een sterke dekking binnenshuis. In dezelfde frequentieband heeft NB-IoT een winst van 20dB ten opzichte van het bestaande netwerk, wat gelijk staat aan een 100-voudige vergroting van het dekkingsgebied. Het kan niet alleen voldoen aan de behoefte aan brede dekking in landelijke gebieden, maar is ook geschikt voor toepassingen die diepe dekking vereisen, zoals fabrieken, ondergrondse garages en putdeksels.
2. Sterke verbinding: Met hetzelfde basisstation kan NB-IoT 50 tot 100 keer het aantal toegangspunten bieden dan bestaande draadloze technologieën. Eén sector kan 100.000 verbindingen ondersteunen, met een lage latentiegevoeligheid, ultralage apparatuurkosten, een laag stroomverbruik van apparatuur en een geoptimaliseerde netwerkstructuur. Dit betekent dat we meer apparaten in een niet te grote ruimte kunnen plaatsen zonder dat ze elkaar storen.
3. Laag stroomverbruik: NB-IoT module kan in 3 toestanden werken om stroomverbruik te besparen. Het maximale stroomverbruik in PSM-modus is 5uA, en in IDLE-modus is het ongeveer 6mA. Volgens de simulatiegegevens van TR45.820 verzendt een batterij van 5Wh elke dag 200 bytes aan gegevens en gaat deze naar verwachting 12,8 jaar mee. Daarom kan de batterij worden gebruikt voor de ontwikkeling van verschillende sensorbewakingsapparatuur in afgelegen gebieden in hooggebergte.
4. Lage kosten: NB-IOT hoeft het netwerk niet opnieuw op te bouwen en de radiofrequentie en antenne zijn in principe universeel. Of het nu gaat om de kosten van modules, stroomvoorziening of communicatie, het is goedkoper dan andere draadloze terminals. Met de ontwikkeling van NB-IoT is de verwachte prijs van een enkele verbindingsmodule niet meer dan 5 US dollar, of zelfs zo laag als 2 US dollar. Onlangs bracht China Telecom zijn eerste NB-IoT jaarpakket uit, dat slechts 20 yuan kost.
3. NB-IoT-technologie toepassingsscenario's
NB-IoT-technologie kan op grote schaal worden gebruikt in draadloze bewaking en vroegtijdige waarschuwing van computerruimten, vermogen van machinestations, milieubewakingssystemen, bewakingssystemen voor laagspanningsdistributie, bewakingssystemen voor stroomgegevens, machines en apparatuur in fabrieken, bewakingssystemen voor de bedrijfsstatus van productielijnen, verzamelsystemen voor productiegegevens, enz. Het wordt ook gebruikt voor real-time bewaking en vroegtijdige waarschuwing van milieugegevens in olievelden, oliebronnen, gasvelden, stoompijpleidingen, verwarmingspijpleidingen, waterpompkamers, koeling, opslag, landbouwkassen, fokkerij, enz.