科代表总结 | 几种无线通讯技术的区别

无线通信技术有哪些

现下常用的无线通信技术有蓝牙、Zigbee、Z-Wave、Wi-Fi、NFC、NB-IoT、Cat.1等等

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NO.1 蓝牙:蓝牙(BlueTooth)是一种设备之间进行无线通信的技术,可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换,蓝牙可连接多个设备,克服了数据同步的难题。蓝牙使用短波特高频(UHF)无线电波,经由2.4至2.485GHz的ISM频段来进行通信,通信距离从几米到几百米不等。

优点:

1、“低功耗蓝牙”模式下实现了低功耗,覆盖范围增强,最大范围可超过100米。
2、支持复杂网络:针对一对一连接最优化,并支持星形拓扑的一对多连接等。
3、智能连接:增加设置设备间连接频率的支持,Ipv6网络支持。
4、较高安全性:使用AES-128CCM加密算法进行数据包加密和认证。
5、蓝牙模块体积很小,便于集成。
6、可以建立临时性的对等连接(Ad-hocConnection):根据蓝牙设备在网络中的角色,可分为主设备(Master)与从设备(Slave)。

缺点:

蓝牙的各个版本不兼容,组网能力差;网络节点少,不适合多点布控。

应用:

蓝牙技术主要应用于手机,智慧医疗,智能门锁,可穿戴等等。

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NO.2 WiFi:WiFi是一种无线局域网通信技术,全称Wireless-Fidelity,无线保真,IEEE组织的IEEE802.11标准制定了以太网的技术标准。Wi-Fi终端指使用高频无线电信号发送和接收数据,使用以太网通信协议,通信距离通常在几十米。
优点:

WiFi的优点是局域网部署无需使用电线,降低部署和扩充的成本。另外,根据WiFi联盟指定,“WiFi认证”是向后兼容的,它指定一套全球统一标准:不同于移动电话,任何WiFi标准设备将在世界上任何地方正确运行。

缺点:

WiFi的缺点是通信距离有限,稳定性差,功耗较大,组网能力差,安全性也较差。

应用:

Wi-Fi技术主要应用于智慧酒店,智慧出行,智慧景区,网关等等。

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NO.3 ZigBee:ZigBee是一种低速低功耗,短距,自组网的无线局域网通信技术,于2003年被正式提出,为了弥补蓝牙通信协议的高复杂,功耗大,距离近,组网规模太小等缺陷。名称取自于蜜蜂,蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息,依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。ZigBee被标准化为IEEE802.15.4,工作频段有三个:868MHz-868.6MHz、902MHz-928MHz和2.4GHz-2.4835GHz,其中最后一个频段世界范围内通用,16个信道,并且该频段为免付费、免申请的无线电频段。三个频段传输速率分别为20kbps,40kbps以及250kbps。
优点:

功耗低,网络容量大,工作频段灵活。

缺点:

数据传输速率低,有效范围小,抗干扰性差,ZigBee协议没有开源,以及和IP协议不的对接比较复杂等。

应用:

Zigbee技术应用包括智能家庭、工业控制、自动抄表、医疗监护、传感器网络应用和电信应用等等。

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NO.4 NFC:NFC是一种新兴的技术,使用了NFC技术的设备可以在彼此靠近的情况下进行数据交换,是由非接触式射频识别(RFID)及互连互通技术整合演变而来,通过在单一芯片上集成感应式读卡器、感应式卡片和点对点通信的功能,利用移动终端实现移动支付、门禁、身份识别等应用。近场通信技术实现了电子支付、身份认证、票务、数据交换、防伪、广告等多种功能,它改变了用户使用移动电话的方式,使用户的消费行为逐步走向电子化。

/ 优点/

安全性高:其短距离通信特征则成就了其天然的优势。

便捷性好:对于移动支付来说,NFC刷卡手机拥有钱包功能,可以把所有卡片(银行卡、门禁卡、校园卡、会员卡、公交卡)统统都装在这部智能手机里面。

耗能低:它的耗电量远远小于蓝牙和红外装置。

制造成本低。

/ 缺点/

相容性问题:目前不同厂家的NFC设备的兼容性问题还是比较突出的,NFC论坛希望通过NFC标志认证来达到所有NFC设备兼容性的统一。

安全性问题:安全的NFC将各种NFC应用结合智慧卡的安全性。重要的机密资料与数据会一直储存在卡片中安全记忆体的某个区域,并且只能经由NFC装置授权,藉由储存在装置内安全记忆体中的私密金钥将传送资料予以加密。

现实问题:用户通过移动支付购买的物品和服务并不丰富,目前并没有给消费者带来真正的便捷。

/ 应用/

NFC主要应用于交通,智能卡,金融。

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NO.5 Z-Wave:Z-Wave是一种新兴的基于射频的、低成本、低功耗、高可靠、适于网络的短距离无线通信技术,由丹麦公司Zensys所一手主导的无线组网规格。工作频带为908.42MHz(美国)~868.42MHz(欧洲),采用FSK(BFSK/GFSK)调制方式,数据传输速率为9.6 kbps,适合于窄宽带应用场合。随着通信距离的增大,设备的复杂度、功耗以及系统成本都在增加,相对于现有的各种无线通信技术,Z-Wave技术将是最低功耗和最低成本的技术,有力地推动着低速率无线个人区域网。

/ 优点/

技术稳定,功耗低,抗干扰强,支持设备联动。

/ 缺点/

传输距离短,成本高。

/ 应用/

Z-Wave技术主要应用于智能家居,酒店,工业等等。

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NO.6 NB-IoT:NB-IoT是IoT领域一个新兴技术,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。

/ 应用/

NB-IoT技术主要应用于公共事业,医疗健康,智慧城市,农业环境,物流仓储,智能楼宇,制造行业,消费者等八大典型行业。

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NO.7 Cat.1:Cat.1是4G通信LTE网络下用户终端类别的一个标准,Cat.1上行峰值速率5Mbit/s,下行峰值速率10Mbit/s,Cat.1芯片及模组的不仅成熟度和集成度更高,模组的硬件架构也更简单、外围硬件成本更低,还能够在短时间内形成规模效应。此外,随着2G/3G的加速退网,国内三大运营商也开始积极引导行业用户使用Cat.1终端模组。

/ 优点/

① Cat.1与NB-IoT,通信能力优势更为明显,NB-IoT适用于只传很小的数据,而Cat.1不仅可以传输更大的数据,还有很好的移动性与语音功能。

② Cat.1与eMTC相比,最大的优势就是网络成本低。Cat.1可以无缝接入现有的LTE网络当中,无需针对基站进行软硬件的升级,并且信号有保障,有4G信号的地方就有Cat.1。

③ 相较于Cat.4,Cat.1具备一定的成本优势。Cat.1在芯片成本上,经过系统优化后,集成度更高,模组的硬件架构更简单,外围硬件成本更低。

/ 局势/

在2G网络退网后,市场上需要有新的方案来填补,在这块市场,NB-IoT能替代一部分,另一部分将由Cat.1替代。其次,Cat.1网络非常适用于目前的中国国情,因为三大运营商对NB-IoT网络进行了投入,而且主要的投资方向集中在5G,是在是没有更多的资源组件其他的网络,因此Cat.1就成了理想的选择。另外,就是市场上Cat.1芯片不断涌现,这让Cat.1产品的性价比得到了极大的优化。

/ 应用/

Cat.1适用于对于宽带速率要求不高,但对功耗与数据传输稳定性有一定要求的场景,如穿戴式设备,共享支付,校园水控,充电桩,智能安防,工业传感器、港口物流跟踪,智能门锁等。

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天网互联科技(www.tianwang.com)是国内具备端到端(物联网,IoT智能硬件,智能锁解决方案,云平台)整套系统开发能力的高科技5G物联网公司。公司率先在国内推出基于NB-IoT、4G、GPRS和CAT 1等通信协议的整套智能产品和共享租赁有效解决方案

NB-IOT是什么,它为什么这么火?

那什么是IoT呢

IoT,就是大名鼎鼎的物联网(Internet of Things)

NB-IOT是什么,它为什么这么火?插图

众所周知,经过2G,3G,4G的不断发展,加之智能手机的广泛普及,我们已经基本上实现了人与人之间的数据互联。从早期的短信和语音电话,到现在的图片、视频、可视电话,甚至可以同时进行同步联网游戏。任何形式的数据,在人与人之间的及时传递,都变得非常简单

但是通信的发展并不止于此,人类对科学技术和生活品质的执着追求不会就此停住脚步

需求还是会不断产生,技术也远远没有到达天花板。

对于通信技术来说,技术的提升最直接的表现,就是速度。你用手机下载数据(玩游戏,看视频)的时候,当然希望速度必须要快,更快,更更快。所以有了现在的5G甚至6G!!!

NB-IOT是什么,它为什么这么火?插图1

除了对速度的追求,当然还要追求连接对象
一直以来,我们主要还是连接人,努力把人与人之间连接起来。现在人都连上了,就可以考虑把物也连接起来实现物与物的连接,好处可大了去了

如果实现了万物互联,我们的生活将会大变样,试想一下,如果所有的汽车都联网了,自动驾驶是不是就实现了?车与车之间会协调路径、距离、速度、车祸就再也不会发生了

如果所有的家电都联网了,实现了随时控制,还没到家,就先开启空调和热水器,出门在外忘记关灯,可以远程关灯,甚至远程进行安防信息查看,是不是更方便安全

物联网可是一个庞大的市场,蕴藏着巨大的商业价值和社会价值这么大一块蛋糕,厂商们怎么可能会放过?

作为物联网产业链的重要一环,网络连接技术成了厂商们新的掘金点。各大厂商都推出了自己的标准,进入了混战状态

目前比较主流的物联网技术标准有:

NB-IOT是什么,它为什么这么火?插图2

正如大家所见,NB-IoT就是IoT其中的一种标准

NB-IoT的特点 

NB-IoT作为物联网技术标准,有以下4个特点:

NB-IOT是什么,它为什么这么火?插图3 NB-IOT是什么,它为什么这么火?插图4

其实,通俗地说,NB-IoT的特点就是:吃得少,睡得多,能干活,不讲究!劳模啊!!!

NB-IoT的应用场景 

正是因为它具备的这些特点,所以它可以应用于很多场景
在低速物联网领域,NB-IoT作为一个新制式,在成本、覆盖、功耗、连接数等技术上做到极致。该技术被广泛应用于公共事业、医疗健康、智慧城市、消费者、农业环境、物流仓储、智能楼宇、制造行业等八大典型行业
公用事业:抄表(水/气/电/热)、智能水务(管网/漏损/质检)、智能灭火器/消防栓医疗健康:药品溯源、远程医疗监测、血压表、血糖仪、护心甲监控

智慧城市:智能路灯、智能停车、城市垃圾桶管理、公共安全/报警、建筑工地/城市水位监测

消费者:可穿戴设备、自行车/助动车防盗、智能行李箱、VIP跟踪(小孩/老人/宠物/车辆租赁)、支付/POS机

农业环境:精准种植(环境参数:水/温/光/药/肥)、畜牧养殖(健康/追踪)、水产养殖、食品安全追溯、城市环境监控(水污染/噪声/空气质量PM2.5)

物流仓储:资产/集装箱跟踪、仓储管理、车队管理/跟踪、冷链物流(状态/追踪)

智能楼宇:智能门锁门禁、智能HVAC、烟感/火警检测、电梯故障/维保

制造行业:生产/设备状态监控、能源设施/油气监控、化工园区监测、大型租赁设备、预测性维护(家电、机械等)

天网互联是国内具备端到端(物联网,IoT智能硬件,智能锁解决方案,云平台)整套系统开发能力的高科技5G物联网公司。公司率先在国内推出基于NB-IoT、4G、GPRS和CAT 1等通信协议的整套智能共享租赁有效解决方案

来自中国的全球IoT云平台,涂鸦智能赴美上市

5G时代的到来使万物互联不再是梦想,而人工智能的崛起提高了物联网的效率与发展速度。近日涂鸦智能赴美上市,让世界感受到了中国物联网技术的突飞猛进。

来自中国的全球IoT云平台,涂鸦智能赴美上市插图

2月26日,中国物联网云平台涂鸦智能向SEC提交了招股申请书拟赴美上市,承销商为摩根士丹利、美银证券与中金。涂鸦智能有望冲刺全球物联网云第一股。

涂鸦智能于2014年在杭州成立,是全球领先的IoT云平台,连接品牌、OEM厂商、开发者和连锁零售商的智能化需求,提供一站式人工智能物联网的PaaS级解决方案。并且涵盖了硬件开发工具、全球云、智慧商业平台开发三方面,提供从技术到营销渠道的全面生态赋能,打造世界领先的IoT云平台。

与此同时,伴随着万物互联的热潮,在国内也涌现出一批以物联网技术为核心的新生公司。例如在深圳成立于16年的天网互联科技是国内具备端到端(物联网,IoT智能硬件,智能锁解决方案,云平台)整套系统开发能力的高科技5G物联网公司。公司率先在国内推出基于NB-IoT、4G、GPRS和CAT 1等通信协议的整套智能共享租赁有效解决方案。主要业务有:1、赋能传统锁厂:提供Cat1、NBIOT、蓝牙定制化运营商物联网公板。2、物联网中台服务:对接业务SaaS平台提供物联网数据采集及授权控制。3、为公寓、公租房、民宿、酒店、写字楼、宿舍等租房场景提供端到端的共享租赁管理或智慧物业解决方案。在短短三年间便依托物联网技术成为行业领头羊,成功变身为物联网时代的新宠儿。

另一方面,云计算、人工智能的发展丰富了大家的想象力。人们对物联网的需求日渐提升,给物联网开发层面也带来了大量需求,而云计算PaaS(平台即服务)提供了各种开发工具,正好给软硬件开发开通了一个方便快捷的通道,众多开发者与商家涌入,成为PaaS的客户。上述智能涂鸦及天网互联的产品研发,无一不建立在极其安全、稳定的底层PaaS架构之上,这才使得诸如智能门锁等产品不只是具备在“智能”的外衣,更具备实打实的远超于传统产品的安全性能,让物联网技术真正的落实到千家万户。

从全球物联网PaaS的市场规模来看,预计将从2019年的720亿美元上升至2024年的1720亿美元,换算成人民币,这将会是一个万亿市场。其中应用于智能家居和智慧商业的物联网PaaS市场2019年为270亿元,预计2024年达到580亿美元,复合年增速为16.8%;应用于智慧工业的物联网PaaS市场2019年为460亿美元,预计2024年达到1140亿美元,复合年增速为20.1%。中国物联网时代的到来,才刚刚开始。

5G中的“储君”——NB-IOT

 

5G中的“储君”——NB-IOT插图

NB-IoT:正式成为5G时代的候选技术方案!

2019年7月,在ITU-R WP5D#32会议上,中国代表团正式递交了IMT-2020(5G)候选技术方案,并获得了ITU的接收确认函。中国提交的技术方案为“5G无线空口技术(RIT)方案”,包括两个部分,一是3GPP新空口(5G NR),而另一个是NB-IoT。事实上,NB-IoT自诞生时起便有被称为准5G(pre5G)的说法。假如把这次事件类比成5G帝国中的“立储”, NB-IoT被纳入5G候选技术,有这几方面的凭仗和优势:

1.NB-IoT成为5G标准:从“礼节”上看,已履行了必要的程序!

在5G标准化工作中,主要有两个关键组织:ITU-R和3GPP。ITU-R是国际电信联盟(ITU)管理下的专门制定无线电通信相关国际标准的组织;3GPP是一个为移动通信系统制定全球适用技术规范和技术报告的标准化机构。

5G的愿景和需求即由ITU-R负责提出,3GPP组织全球主要厂商推进标准规范的制定来满足ITU提出的KPI,并最后由ITU采纳为国际标准。回到本次事件,ITU收集5G候选技术方案、中国代表团按程序要求提交了5GNR+NB-IoT方案,ITU向中国代表团给与了正式接收确认函。尽管最终5G技术方案的还要在ITU的WP5D#35大会上(预计时间为2020年6月)正式宣布,但NB-IoT成为5G技术方案已经履行了必要的手续。事实上已认定了NB-IoT是5G的组成部分!
2.NB-IoT成为5G标准:从“出身”上看,是3GPP组织的“嫡子”!
3GPP是由各国通信标准化协会和300多家在通讯领域有重要地位或作用的通信行业企业组成的组织,曾主导了4G和3G(WCDMA、TD_SCDMA)的标准化与推广。而NB-IoT是3GPP为应对物联网需求、专门定义的LTE简化版本,是3GPP的“亲儿子”。自R12版本在R8 Cat.1基础上定义了CAT.M2等级的终端能力,正式形成NB-IoT技术规范后,3GPP一直在努力向ITU证明,NB-IoT/eMTC标准能够满足ITU关于5G物联网低功耗广覆盖的愿景和需求。尤其是,在NB-IoT标准奠立中出了大力的高通、华为等通信厂家,在现而今的5G技术标准制定中仍占据了极为重要的话语权。NB-IoT成为5G技术标准,在出身上具有天然的优势。
3.NB-IoT成为5G标准:从“能力”上看,满足IMT2020的技术要求!
5G的官方名称是IMT2020,ITU在制定IMT2020愿景时定义了三大应用场景,作为参考目标。要成为真正的5G标准,需要满足三类场景的需求,即eMBB增强型移动宽带,uRLLC低时延高可靠通信,mMTC海量机器类通信。
3GPP一直在努力向ITU证明,NB-IoT/eMTC标准能够满足ITU关于5G物联网低功耗广覆盖的愿景和需求、进行了大量的评估研究,并提议低功耗广域物联网用例继续依靠NB-IoT演进。
国内相关设备厂家也已完成NB-IoT多载波等功能测试验证,传统NB-IoT单小区支持5万用户,采用多载波功能后,容量可以实现数倍提升,支持用户数可达80万,满足未来万物互联时代爆发式增长的海量连接需求;同时支持更高的小区吞吐率及下行速率,让NB-IoT满足更多的业务需求。相关报告的结论显示NB-IoT能满足ITU提出的5G mMTC连接密度的需求,这给NB-IoT纳入5G家族打下来基础。
4.NB-IoT成为5G标准:从“势力”上看,在行业中具有广泛支持!
从市场与产业发展规律、资源投入等上看,NB-IoT是目前市场上的最佳技术选择;NB-IoT成为5G标准,给予了垂直行业采用可持续演进和升级的3GPP技术的信心,能够满足行业市场深化部署和优化性能的未来发展需求。
NB-IoT完全具备平滑升级后融入5G网络的基础条件。3GPP在18年就开始调研和布局5G核心网支持NB-IoT无线接入网,保证运营商在保留NB-IoT网络部署情况下向5G NR平滑升级。NB-IoT成为5G标准,可以充分利用运营商现有的4G基础设施,提升网络利用率与产出率;又可以充分利用NB-IoT当前的产业规模与成熟技术,加快万物互联与数字化转型进程。
根据不完全统计,截至今年5月底,全球已有84张NB-IoT网络商用(GSMA),全球模组种类已超过100种,成为全球应用最广的物联网技术之一。NB-IoT用户增长迅速,连接数已经超过4500万,是GSM过去6年的总和。在我国,工业和信息化部更是在17年发布了正式文件通知,全面推进移动物联网(NB-IoT)建设发展。

最全面的智能锁领域常见的无线传输协议类型

“物联网”概念在1999年美国麻省理工学院首次被提出,狭义的物联网指的是“物—物相连的互联网”,这里相连的主体既包括物品到物品,也包括物品到识别管理设备。

广义的物联网指的是信息空间和物理空间的融合,也就是虚拟与现实的融合,把所有的物体和事件数字化、网络化,在人与人、人与物、物与物之间实现信息交互,实现物品的自动识别,监控定位和远程管理。物联网以现有的互联网和各种专有的网为基础,传输通过感知层采集汇总的各类数据,实现数据的实时传输并保证数据安全。

目前的有线和无线互联网、2G和3G网络等,都可以作为传输层的组成部分。在智能小区、智能家居等物联网终端普及的未来,为了保证无线传输数据的安全,无线传输协议显得尤为重要。

最全面的智能锁领域常见的无线传输协议类型插图

下面就来看看物联网中常见的无线传输协议类型:

RFID

RFID(Radio Frequency Identification),即射频识别,俗称电子标签。它是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。

RFID由标签(Tag)、解读器(Reader)和天线(Antenna)三个基本要素组成。 RFID技术的基本工作原理并不复杂,标签进入磁场后,接收解读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(Passive Tag ,无源标签或被动标签),或者主动发送某一频率的信号(Active Tag,有源标签或主动标签),解读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。

最全面的智能锁领域常见的无线传输协议类型插图1

RFID可被广泛应用于安全防伪、工商业自动化、财产保护、物流业、车辆跟踪、停车场和高速公路的不停车收费系统等。从行业上讲,RFID将渗透到包括汽车、医药、食品、交通运输、能源、军工、动物管理以及人事管理等各个领域。

红外

红外技术也是无线通信技术的一种,可以进行无线数据的传输。红外有明显的特点:点对点的传输方式,无线,不能离得太远,要对准方向,不能穿墙与障碍物,几乎无法控制信息传输的进度。802.11物理层标准中,除了使用2.4GHz频率的射频外,还包括了红外的有关标准。IrDA1.0支持最高115.2kbps的通信速率,IrDA1.1支持到4Mbps。该技术基本上已被淘汰,被蓝牙和更新的技术代替。

ZigBee

ZigBee是一种新兴的短距离、低功耗、低速率的近距离的无线网络技术。ZigBee 的基础是IEEE802.15.4,这是IEEE无线个人区域工作组的一项标准。但IEEE802.15.4仅处理低级MAC层和物理层协议,所以ZigBee联盟对其网络层和API进行了标准化,同时联盟还负责其安全协议、应用文档和市场推广等。

ZigBee联盟成立于2001年8月,由英国Invensys、日本三菱电气、美国摩托罗拉、荷兰飞利浦半导体等公司共同组成。ZigBee与Bluetooth(蓝牙)、WiFi(无线局域网)同属于2.4GHz频段的IEEE标准网络协议,由于性能定位不同,各自的应用也不同。

最全面的智能锁领域常见的无线传输协议类型插图2

ZigBee有显著的特点:超低功耗,网络容量大,数据传输可靠,时延短,安全性好,实现成本低。 在ZigBee技术中,采用对称密钥的安全机制,密钥由网络层和应用层根据实际应用需要生成,并对其进行管理、存储、传送和更新等。因此,在未来的物联网中,ZigBee技术显得尤为重要,已在美国的智能家居等物联网领域中得到广泛应用。

蓝牙

Bluetooth是1998年5月,东芝、爱立信、IBM、Intel和诺基亚共同提出的技术标准。作为一种无线数据与语音通信的开放性全球规范,蓝牙以低成本的近距离无线连接为基础,为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接,完成数据信息的短程无线传输。其实质内容是要建立通用的无线电空中接口(Radio Air Interface)及其控制软件的公开标准,使通信和计算机进一步结合,使不同厂家生产的便携式设备在没有电线或电缆相互连接的情况下,能够在近距离范围内具有互用、互操作的性能(Interoperability)。

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蓝牙以无线LANs的IEEE802.11标准技术为基础。应用了“Plonkandplay”的概念(有点类似“即插即用”),即任意一个蓝牙设备一旦搜寻到另一个蓝牙设备,马上就可以建立联系,而无需用户进行任何设置,因此可以解释成“即连即用”。

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蓝牙技术有成本低,功耗低、体积小,近距离通信,安全性好的特点。 蓝牙在未来的物联网发展中将得到一定的应用,特别是应用在办公场所、家庭智能家居等环境中。

GPRS

通用分组无线服务技术(General Packet Radio Service,GPRS),使用带移动性管理的分组交换模式以及无线接入技术。GPRS可说是GSM的延续。GPRS和以往连续在频道传输的方式不同,是以封包(Packet)式来传输,因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位来计算,并非使用其整个频道,理论上较为便宜。GPRS的传输速率可提升至56甚至114Kbps。但GPRS技术不太适合智能家居使用,主要应用在电信网络。

最全面的智能锁领域常见的无线传输协议类型插图5

3G

第三代移动通信技术(3rd-generation,3G),是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音及数据信息,速率一般在几百kbps以上。

目前3G存在四种标准:CDMA2000(美国版),WCDMA(欧洲版),TD-SCDMA(中国版),WiMAX。国际电信联盟(ITU)在2000年5月确定WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA三大主流无线接口标准,写入3G技术指导性文件《2000年国际移动通讯计划》。2007年,WiMAX亦被接受为3G标准之一。

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CDMA是Code Division Multiple Access (码分多址)的缩写,是第三代移动通信系统的技术基础。第一代移动通信系统采用频分多址(FDMA)的模拟调制方式,而这种系统的主要缺点是频谱利用率低,信令干扰话音业务。

第二代移动通信系统主要采用时分多址(TDMA)的数字调制方式,提高了系统容量,并采用独立信道传送信令,使系统性能大大改善,但TDMA的系统容量仍然有限,越区切换性能仍不完善。而CDMA系统以其频率规划简单、系统容量大、频率复用系数高、抗多径能力强、通信质量好、软容量、软切换等特点显示出巨大的发展潜力。

4G

4G技术又称IMT-Advanced技术。 准4G标准,是业内对TD技术向4G的最新进展的TD-LTE-Advanced称谓。对于4G中将使用的核心技术,业界并没有太大的分歧。总结起来,有正交频分复用(OFDM)技术、软件无线电、智能天线技术多输入多输出(MIMO)技术和基于IP的核心网五种。

由于人们研究4G通信的最初目的就是提高蜂窝电话和其他移动装置无线访问Internet的速率,因此4G通信给人印象最深刻的特征莫过于它具有更快的无线通信速度。此外,4G还有网络频谱宽、通信灵活、智能性能高 、兼容性好 、费用便宜等优点。

4G通信技术并非完美无缺,主要体现在以下几个方面:一是4G通信技术的技术标准难以统一。二是4G通信技术的市场推广难以实现。三是4G通信技术的配套设施难以更新。

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Wi-Fi

Wi-Fi 全称为Wireless Fidelity,又称IEEE 802.11b标准,它最大的优点就是传输的速度较高,可以达到11Mb/s,另外它的有效距离也很长,同时也与已有的各种IEEE 802.11 DSSS(直接序列展频技术,Direct Sequence Spread Spectrum)设备兼容。

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IEEE 802.11b无线网络规范是在IEEE802.11a网络规范基础之上发展起来的,最高带宽为11Mb/s,在信号较弱或有干扰的情况下,带宽可调整为5.5Mb/s、2Mb/s和1Mb/s。带宽的自动调整有效地保障了网络的稳定性和可靠性。Wi-Fi无线保真技术与蓝牙技术一样,属于办公室与家庭使用的短距离无线技术,使用频段是2.4GHz附近的频段,该频段目前尚属没用许可的无线频段,可以使用的标准有两个即802.11ay与802.11b,802.11g是802.11b的继承。

其主要的特性为:速度快、可靠性高。在开放区域,其通信距离可达305m。在封闭性区域其通信距离为76~122m,方便与现有的有线以太网整合,组网的成本更低。

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NB-IoT

NB-IoT即窄带物联网 (Narrow Band -Internet of Things),是物联网技术的一种,具有低成本、低功耗、广覆盖等特点,定位于运营商级、基于授权频谱的低速率物联网市场,拥有广阔的应用前景。NB-IoT技术包含六大主要应用场景,包括位置跟踪、环境监测、智能泊车、远程抄表、农业和畜牧业。而这些场景恰恰是现有移动通信很难的支持的场景。市场研究公司Machina预测,NB-IoT技术未来将覆盖25%的物联网连接。

NB-IoT是3GPP R13阶段LTE的一项重要增强技术,射频带宽可以低至0.18MHz。NB-IoT是NB-CIoT和NB-LTE两种标准的融合,平衡了各方利益,并适用于更广泛的部署场景。其中,华为、沃达丰、高通等公司支持NB-CIoT;爱立信、中兴、三星、英特尔、MTK等公司支持NB-LTE。NB-CIoT、NB-LTE与标准NB-IoT相比都有较大差异,终端无法平滑升级,一些非标基站甚至面临退网风险。

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随着物联网技术和应用的不断发展,无线传输协议将迎来前所未有的发展,其在未来智能化系统中的应用也将会呈现爆发性的增长。

最全面的智能锁领域常见的无线传输协议类型插图11

区块链技术在物联网领域的应用

区块链技术在物联网领域的应用插图

近年来,物联网爆发式发展衍生了多项新技术,区块链就是其中之一。实际上,区块链技术的本质是一个分布式账本技术,通过分布式数据存储、共识算法、加密算法、点对点传输网络等一系列高新技术组合,保证了数据的不可篡改,永久保存,对于信息化时代下的数据安全保护具有重大意义。同时,区块链技术的特性实现了业务的穿透性,能够在不同的合作伙伴间,建立起分布式的信任机制,为不同行业、不同模式、不同功能的项目或产品带来功能升级和延伸,适用范围极广。

物联网快速发展以及带来大量智能设备和数据的接入的繁荣景象但随后表示,信息互联网时代也为信息欺诈、隐私泄露等提供了“舞台”。同时,随着接入的设备和信息越来越多,管理成本也逐渐提高,这给运营商和服务商带来巨大的成本压力。而区块链的存在恰巧解决了这些问题,区块链不仅能够保证物联网能够安全、灵活的可扩展性、高效。而且也能够带来成本的降低,可谓是给未来物联网的发展起到极大的推动作用。

 区块链给各行业带来的改变:

医疗方面,区块链最主要的应用是对个人医疗记录的保存,可以理解为区块链上的电子病历。目前病历是掌握在医院手上的,患者自己并不掌握,所以病人就没有办法获得自己的医疗记录和病史情况?就像银行的帐看不到过往记录一样,对未来的就医会造成很大的困扰。但现在如果可以用区块链技术进行保存,就有了个人医疗的历史数据,未来看病或对自己的健康做规划就有数据可供使用,而这个数据真正的掌握者是患者自己,而不是医院或某个第三方机构。另外,这些数据有很强的隐私性,使用区块链技术也有助于保护患者隐私。

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深圳的天网互联科技有限公司研发出了基于区块链技术的智能门锁,并将门锁使用NB-IoT链接互联网,通过区块链上的智能合约对其进行控制。控制锁管理员可以发放一把或多把私钥,并且对私钥进行复杂的定制,设定私钥什么时候启用、具体什么时候关等。通过这种方式,共享经济能够被进一步的去中心化,将任何能被锁起来的东西轻易租赁、分享和出售。

天网智能门锁与区块链在本质来说目的是相同的。一个是保卫家庭生命财产安全,另一个是保护用户数据虚拟财产的安全。天网智能门锁能够通过NB-IoT协议接入物联网和各类云平台中,为智能锁上链提供硬件和软件支持。房屋通过区块链上的智能门锁,变成了智能资产,实现在不同使用者之间自由的分配和转移。

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NB-IoT智能锁优势体现得淋漓尽致

NB-IoT落地智能家居,但全宅系统中有如此多的智能硬件,为何智能锁首当其冲?

NB-IoT的优势体现得淋漓尽致:
1、直接连电信基站,信号稳定,永不掉线;
2、不需要网关,降低了硬件成本,降低了安装维护成本、降低教育用户成本;
3、超低功耗;
4、不需要外接网络,适合用在没有网络的农村和偏远地区;
5、开锁信息随时监控,实时胁迫报警。

蓝牙智能锁相比NB-IoT智能锁有很多缺陷:
1、蓝牙智能锁难以直连到网络,无法让用户获取智能锁的实时状态,如果实现联网需与家庭Wi-Fi连接,不仅仅增加配置成本,而且玄关处的锁可能处在信号死角区;
2、无法实现锁状态的实时消息推送;
3、无法远程给访客或者其他终端用户纷发权限时间内的虚拟钥匙;
4、系统较为独立,难以与其他设备联动;
5、手机端往往无需登陆用户信息,用户难以管理;
6、几节电池同时使用,也只能用3-6个月;
7、没有大数据分析等等。

NB-IoT智能锁通过基站持续和服务器互传数据,用户可以实时获取锁的任何状态信息,例如若出现电量低、用户开锁验证失败等情况时,会主动上报,向门锁管理者报警;即便是地下室或封闭的楼道内,其使用信号强度依然高;电池寿命可以提高一倍以上;基于基站的云服务器可以多协议互联;用户APP需登录实名制开锁易于管控,并支持自动登记设备和空中升级等功能;具有整个城市一张网,便于维护管理,与物业分离更易寻址安装等优势。主流无线通讯的短板,尚无一统的江湖。
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         目前无线通讯技术纷繁复杂,NB-IoT的诞生打破了物联网通讯协议的格局,是对目前设备接入技术很好的补充。虽然其他无线通讯技术仍然存在移动能力弱、传输距离短、有信号盲区、智能硬件联网困难、成本高等缺陷,但NB-IoT无法完全取代其他无线通讯技术的地位,一统的物联网江湖尚未形成。NB-IoT的魅力:安全中的王中王。

        “家庭第一道关卡”的安全性非常重要,家庭门锁涉及到隐私和安全,消费者容易望而生畏。安全二字,对于每个家庭来说,都意义深重,它联系着家庭中的每一个人。安全是一份责任、一份态度、一种使命、一种担当。

        世界上所有的锁“只防君子不防小人”,智能锁的安全性,主要是靠锁芯部分的“机械安全”和控制部分的“数字安全”来实现的。目前家用智能锁一般采用B级和C锁芯,所以机械安全性能非常高,但因为无线通讯协议的性能,往往在“数字安全”方面有纰漏,给予高科技不法分子可乘之机。

        相比BLE与Wi-Fi,NB-IoT智能锁无需网关或路由,感知层节点可以直接与小区内的基站进行数据通信直连蜂窝网,从而避免了组网过程中潜在的路由安全问题,NB-IoT感知层节点与小区内基站的身份认证是“双向的”,即基站应对某个NB-IoT感知节点进行接入鉴权,NB-IoT节点也会对当前小区基站进行身份认证,防止“伪基站”带来的安全威胁。以上端到端的身份认证机制、密钥协商机制,为NB-IoT的数据传输提供机密性和完整性的保护,同时也能够有效认证消息的合法性,与其他无线通信协议相比,总体在安全性能上提高一个等级。

        创新是企业永葆活力的核心竞争力。为树立行业标杆,天网互联NB-IoT智能门锁和中国电信及中国移动强强联合,合力助推NB-IoT智能锁的落地发展,在NB-IoT物联网全屋智慧家项目中全面布局商用。

        天网互联NB-IoT智能锁已实现NB-IOT/GSM远程开锁、蓝牙BLE近距离开锁。除此之外,NB-IOT智能锁直接与电信运营商基站通讯,破解难度极大,安全性远远超过传统网关联网智能锁。HTTPS加密用户与网站间的交互访问,防劫持、防篡改、防监听接口通讯加密,使用RSA非对称加密,即便截取到通信数据也无法破解。蓝牙采用AES加密,确保数据机密性,无法拦截和破译。

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