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NB-IoT传输方式在环境空气质量环境监测中的应用

日期:2020-05-21 17:06:59 浏览次数:


什么是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是IoT领域一个新兴的技术,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至少10年,同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。

 

NB-IoT是一个空中接口标准,这个标准主要是在终端与基站eNB之间的约定,包括物理层与数据链路层的一些设计规定。

考虑到与LTE的兼容性,NB-IoT标准与LTE的空口标准有很多相同或相似之处。比如NB-IoT沿用LTE定义的频段号,Release 13为NB-IoT指定了14个频段。

NB-IoT的多址技术,上行采用SC-FDMA,下行采用OFDMA;下行发射功率为43dBm, 上行为23dBm。调制方式以QPSK和BPSK为主。

Release 13 NB-IoT仅支持FDD半双工type-B模式,FDD意味着上行和下行在频率上分开,半双工意味着UE不会同时处理接收和发送。

 

NB-IoT输出在畜牧业中的应用

畜牧业主要分为圈养和放养,中国的北部和西部边疆为主要放牧区。放养的优势在于牲畜肉质品质高、降低饲料成本等,但是随之而来的是在牲畜管理上的诸多不便。

人工放牧是最原始和最直接的办法,但是会有一些弊端:

人工放养需要专人放养,浪费人力;

人工放养有安全隐患,有被野生动物袭击的危险;

人工放养不善于系统性管理。


利用GPS+GPRS畜牧定位系统可以解决这种问题。但是,牛、羊群个体规模庞大,GPRS通讯基站容量会有不足的情况,电池续航也会存在问题。再者,农场都比较偏远,信号覆盖强度也会有问题…

NB-IoT技术的诞生,完美解决一系列困扰:

NB-IoT能容纳通讯基站用户容量是GPRS的10倍。

NB-IoT拥有超低功耗,正常通信和待机电流是mA和uA级别,模块待机时间可长达十年,从出生到宰割都无需更换电池,减少工人工作量。

NB-IoT拥有更强、更广的信号覆盖,真正实现偏远地区数据正常传输。

NB-IoT技术真正突破了GPRS技术的瓶颈,实现了畜牧养殖者之所想,在庞大的畜牧业有巨大的市场。

 

空气质量环境监测仪应用NB-IoT输出在路灯监控中的应用

每当夜幕降临,城市中各种各样、色彩缤纷的路灯亮起,为城市披上了一层绚丽的外衣。

但在这绚丽的外表下则隐藏着巨大缺点:

能源浪费:由于城市的夜晚进入后半夜后,人们已经开始休息,街上人流量开始减少,有些地段在特殊时段根本不需要过多的路灯照明,导致能源浪费,增加了不必要的成本。

维护困难:由于使用人工巡检,需要大量人力,而路灯数量庞大,路灯实时状态不能及时获取,导致路灯故障维护、排查效率极低。

监控中心是整个路灯监控系统操作、维护、处理、统计、分析和监管的中心。它集中数据管理和监控,实现目标锁定、快速查找等操作。它还可以自定义控制策略,分时间段控制道路两侧路灯全亮、全关、隔杆亮灯。NB-IoT可以发挥的作用如下:

采用NB-IoT无线网络,可以实现监控中心的远程分布式远程控制。

路灯故障检测功能,通过NB-IoT主动上报故障路灯位置。

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