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物聯網開發之NB-IoT協議
發布時間:2020-01-13
来源: 昱皓軟件
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什麽是NB-IoT協議

窄帶物聯網(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無疑是老大哥,性價比超高的它目前已經在全國大規模商用,並且只需一節電池設備就可以工作十年。共享單車上基本使用的都是NB-IoT模塊來進行開鎖服務。

NB-IoT是IoT領域一個新興的技術,支持低功耗設備在廣域網的蜂窩數據連接,也被叫作低功耗廣域網(LPWAN)。NB-IoT支持待機時間長、對網絡連接要求較高設備的高效連接。據說NB-IoT設備電池壽命可以提高至少10年,同時還能提供非常全面的室內蜂窩數據連接覆蓋。

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領先技術優勢


低功耗:10年超長待機;

强连接:5万用户 单小区单载波支持;

深覆盖:与2G比较 多穿一堵墙;

高安全:数据安全 双向鉴权 空口严格加密。


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終端節電模式


PSM(Power Saving Mode)模式

终端非业务期间深度休眠,不接收下行数据,只有终端主动发送上行数据(MO Data)时可接收IoT 平台缓存的下行数据 ,适合对下行数据无时延要求的业务;终端设备功耗低,采取电池供电方式,如抄表业务。



eDRX(enhanced Discontinuous Reception)模式

終端設備兼顧低功耗和對時延有一定要求的業務,在每個eDRX周期內,只有在設置的尋呼時間窗口內,終端可接收下行數據,其余時間終端處于休眠狀態,不接收下行數據,該模式可在下行業務時延和功耗之間取得平衡,如遠程關閉煤氣業務。


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NB-IoT行業解決方案


安防維穩:一鍵報警,大大降低突發事件帶來的傷害;

基礎設施:智慧照明、智慧井蓋、智能充電等;

智慧停車:用物聯網技術,解決城市停車難題;

智能抄表:電表、氣表集抄新方式,讓電費、氣費稽核輕松無憂;

智能監控:4G智能攝像機,主要應用于臨時監控場景;

智慧網絡:NB-IoT網絡無盲區覆蓋,網絡質量有保障。

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協議標准


NB終端采用coap協議停止上下行數據的交互,采用LWM2M協議管理終端。其中,LWM2M是coap的上層應用協議。NB模組需求支持LWM2M和coap協議,終端直接調用AT指令即可停止數據的傳輸。


B-IOT網絡包括NB-IOT終端,NB-IOT基站,NB-IOT分組核心網,IOT銜接辦理渠道,和職業使用效勞器。

NB-IoT基站通過以下兩種協議來鏈接基站:

COAP协议:MCU(NB设备)—NB模块(UE)--eNode—核心网—IOT渠道—APP 效劳器—手机终端app

UDP协议:MCU(NB设备)—NB模块(UE)--eNode—核心网—UDP 效劳器—手机终端。

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NB-IoT設備

和常见的TDU设备类似,NB-IoT設備也采用串口与MCU直接进行通信。CoAP 是受限制的应用协议(Constrained Application Protocol)的代名词。在当前由PC 机组成的世界,信息交换是通过TCP 和应用层协议HTTP 实现的。但是对于小型设备而言,实现TCP 和HTTP 协议显然是一个过分的要求。为了让小设备可以接入互联网,CoAP 协议被设计出来。CoAP 是一种应用层协议,它运行于UDP 协议之上而不是像HTTP 那样运行于TCP 之上。CoAP 协议非常小巧,最小的数据包仅为4 字节。

  在此模式下,用户的终端设备,可以通过本模块发送请求数据到指定的CoAP 服务器,然后模块接收来自CoAP 服务器的数据,对数据进行解析并将结果发至串口设备。用户不需要关注串口数据与网络数据包之间的数据转换过程,只需通过简单的参数设置,即可实现串口设备向CoAP 服务器的数据请求。

  CoAP 一般用来接入一些物聯網平台,目前支持華爲的物聯網雲平台,可以將數據發送到雲平台後,通過雲平台提供的接口用戶自己開發自己的應用程序。

  虽然支持双向数据透传,但是和传统2G 网络有所不同,为节省电量,模块随时可以向服务器发送数据,但是服务器并不能在任何时候将数据发往串口,该说明仔细阅读低功耗模式章节,这也是NB-IoT 网络的所具有的特点。



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