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。

3GPP更新5G标准时间表及R17版工作方向

6月初在美国加州刚结束的3GPP RAN#84会议上又带来了5G空口标准的最新时间表(Rel-15/16/17)及Rel-17的工作方向,RAN工作组主席专门就此做了在线介绍,“电子测试测量之家”根据其介绍做了以下归纳整理。(完整视频:https://vimeo.com/346171906)

3GPP 5G标准 Rel-15完成

Rel-15作为第一阶段5G的标准版本,按照时间先后分为3个部分,现都已完成并冻结:

  • Early drop(早期交付):即支持5G NSA(非独立组网)模式,系统架构选项采用Option 3,对应的规范及ASN.1在2018年1季度已经冻结。
  • Main drop(主交付):即支持5G SA(独立组网)模式,系统架构选项采用Option 2,对应规范及ASN.1分别在2018年6月及9月已经冻结。
  • Late drop(延迟交付):是2018年3月在原有的R15 NSA与SA的基础上进一步拆分出的第三部分,包含了考虑部分运营商升级5G需要的系统架构选项Option 4与7、5G NR新空口双连接(NR-NR DC)等。标准冻结比原定计划延迟了3个月。

3GPP更新5G标准时间表及R17版工作方向插图

 3GPP 5G标准 R15版本时间表

目前全球范围正在启动中的5G商用服务主要还是基于19年3月版标准的Rel-15 NSA模式。 受垂直物联网业务的驱动,Rel-15 SA模式组网也会很快到来,首先会在中国商用。

3GPP 5G标准 Rel-16进展

Rel-16作为5G第二阶段标准版本,主要关注垂直行业应用及整体系统的提升,主要功能包括面向智能汽车交通领域的5G V2X,在工业IoT和URLLC增强方面增加可以在工厂全面替代有线以太网的5G NR能力如时间敏感联网等,包括LAA与独立非授权的非授权频段的5G NR,其他系统提升与增强包括定位、MIMO增强、功耗改进等。

2018年6月已经确定了Rel-16的内容范围,目前Rel-16规范正在制定过程中,计划在明年3月完成物理层规范,受Rel-15 Late drop版本冻结时间推迟的影响,Rel-16规范冻结时间由原定的2019年12月推迟至2020年3月,ASN.1冻结推迟到6月。

3GPP更新5G标准时间表及R17版工作方向插图1

3GPP 5G标准 R16版本时间表

3GPP 5G标准 Rel-17规划

3GPP标准制定工作都是这一版还在进行中,下一版就开始准备了,Rel-17的几个关键时间点已经确定,在6月RAN#84会议上专门安排了一整天时间来讨论Rel-17相关的建议,将各家厂商提出的建议都归到了工作区并开始基于邮件的讨论。9月RAN#85会议上会评审检讨工作区的邮件讨论进展并进行调整。今年12月RAN#86会议会最终确认批准Rel-17的内容,后面开始正式Rel-17规范制定,2021年6月冻结规范。

3GPP更新5G标准时间表及R17版工作方向插图2

3GPP 5G标准 R17版本时间表

目前讨论工作区里的Rel-17潜在方向包括:

  • NR Light:针对中档NR设备(例如MTC、可穿戴等)运作进行优化设计;
  • 小数据传输优化:小数据包/非活动数据传输优化;
  • Sidelink增强:sidelink是D2D直联通信采用的技术,Rel-17会进一步探索其在V2X、商用终端、紧急通信领域的使用案例,实现这几个应用中的最大共性,并包括FR2(>6GHz)频段的部分;
  • 52.6GHz以上频率:Rel-15中定义的FR2毫米波频段上限为52.6GHz,Rel-17中将对52.6GHz以上频段的波形进行研究。
  • 多SIM卡操作:研究采用多SIM卡操作时对RAN的影响及规范的影响;
  • NR多播/广播:驱动来自于V2X和公共安全应用;
  • 覆盖增强:明确所有相关场景的要求,重点是极端覆盖,包括室内与更宽广区域;
  • 非陆地网络NR:NR支持卫星通信相关标准化;
  • 定位增强:工厂/校园定位,IoT,V2X定位,3D定位,实现厘米级精度,包括延迟及可靠性提升;
  • RAN数据收集增强:包括SON和MDT增强,采集数据以实现AI;
  • NB-IoT和eMTC增强
  • IIoT和URLLC增强
  • MIMO增强
  • 综合接入与回传增强
  • 非授权频谱NR增强
  • 节能增强
本文由电子测试测量之家(inventest)授权转载

NB-IoT技术应用智能家居,nbiot智能锁成为王中王

智能安防作为智能家居的一部分,可以认为其是独立于整个智能家居最外层的,是守护加强安全最重要的一部分。近些年,在以80一代为代表的家庭中,智能安防已经呈现普及的态势。涉及各种摄像头、智能锁、各种门磁感应以及烟雾、水位报警装置,成为家居财产安全、日常生活安全以及老人孩子看护的必备良品。

NB-IoT技术应用智能家居,nbiot智能锁成为王中王插图

目前在家庭智能安防产品中摄像头等主要依靠有线传输或者借助WiFi无线传输,在一个家庭内WiFi的路由器一般有30~50米完全满足应用。而在智能锁、各种门磁感应报警装置无线传输则可以借助NB-IoT窄带物联网实现互联互通。

应用NB-iot技术的nb门锁

智能锁借助NB-IoT技术,将解决因wifi网络功耗高、覆盖面小,致使网络无法连接的情况,可让门锁更稳定地联动安防等设备,如摄像机、红外探测器、紧急按钮等,构建系列物联家居场景。

 

NB-IoT技术应用智能家居,nbiot智能锁成为王中王插图1

接入NB-IoT后智能锁的待机时间将从原来的1年延长为2年左右,并且无需网关或路由,直连运营商的基站,从而使联网智能锁在网络稳定性及安全性上更加有保障。

NB-IoT信号穿墙性远远超过现有的网络,即便是家庭地下室,可通过数据传输实现“随即密码”。NB-IoT技术比传统移动通信网络连接能力高出100倍以上,也就是说,同一基站可以连接更多的物联网智能锁设备,避免掉线情况。

NB-IoT还给智能锁带来了许多功能增值,如支持待机时间短、对网络连接要求较高设备的高效连接,同时能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖,而且可以简化终端的复杂度、降低终端功耗,可以实时、海量的大容量进行高效身份认证和接入控制,仅仅这四点,正好切合智能锁的需求。

智能门锁正在成为每家每户必备的智能安防产品。智能锁作为智能家居入口级的产品,基于其高频高粘性的特性,将会进一步带动智能猫眼、智能保险箱、智能摄像头以及其它智能家居产品的销售。从NB-IoT的网络部署架构来看,垂直行业应用将趋于更简单,分工也更明晰,智能锁将成为物联网垂直行业的新宠。

nbiot技术现面临的问题

虽然NB-IoT技术在智能家居方面已经有比较好的应用产品,但是考虑到NB-IoT技术可能以流量和连接点数收费,在智能家居领域应用,从商业模式、连接方式上还有值得讨论点。

首先是计费模式,对家庭用户,对每个连接的设备收费,家庭用户接受度不高;另外NB-IoT设备电池寿命10年是基于设备长时间睡眠,每天唤醒一次,操作一次的基础上。而智能家居设备操作频繁,比如传感器,就需要考虑电池寿命;最后是NB-IoT设备操作时延大,设备间互通,所有的操作需要经过基站上远程系统,操作有时延,因此智能家居要求体验性极佳的情况下,NB-IoT设备仍有一定的缺陷。

为什么说公寓SaaS服务会无限增长?

导读:长租公寓第三方服务商并不受重视,市场参与者是清一色的公寓运营商。经历“泡沫”后的长租公寓开始脚踏实地,将盈利摆在首位,寻求运营科技与供应链的完善。 公寓第三方服务商因此得以迅猛成长,在公寓SaaS服务商的市场上,抓住大型客户等于抓住了“脱颖而出”的机会,能对待开发市场形成“高举高打”。

SaaS服务描述

当前已有的公寓SaaS系统提供商不在少数,如全房通、水滴公寓、蘑菇租房和以NBiot为主的天网互联科技等。它们输出的核心产品大同小异——为长租公寓提供SaaS系统的研发和基于系统的生态建设,试图重塑公寓运营商从获取房源到财务管理的全链条业务。 

通俗地说,是用一套标准将公寓运营商在管理、运营上的流程用一套标准固化,SaaS系统起到了承载作用。

有行业观点认为,虽然它们的产品类似,但各家在客户群体方面,是有所偏重的。如有些主要服务群租房,有些则注重对个人二房东的赋能。这种观点与真实市场“相差甚远”。公寓运营商类比于淘宝卖家,一开始,那些存在于淘宝上的商家品牌很弱甚至没有品牌。到后来规模见长,淘宝商家或会变成天猫商家,甚至成立自属流量平台,成为行业头部。

“长租公寓运营商也有这么一个成长路径,我们针对不同阶段的客户会有对应不同的服务方案,公寓SaaS服务商面对的是整个市场。” 那些没有品牌的商家就是二房东。实际上,目前二房东占据了高达90%的市场。

这恰是现阶段与竞争对手作出区分的关键:各家SaaS性能差别不大,规模越小的客户,对性能差异越不敏感。因此,服务商在中小型客户上比拼的已不是产品本身,而是服务和效率。 

公寓SaaS服务是高度垂直的行业,贯穿长租公寓运营的完整生命周期。从租客入驻到财务再到售后,会产生非常多上线的运营场景,每个场景离不开线下人员的面对面服务。若想将完整的运营体系融入系统,全面提升运营商的人效,远程协助根本无法满足。

SaaS系统提供商的底气

在公寓SaaS服务商市场上,每家企业都有“脱颖而出”的机会,但能否抓住,除了产品和高效团队外,企业不得不考虑其服务时间的积累。

“这个行业的确存在羊群效应,小客户纷纷跟随大型客户的选择。所以服务好大中型客户,企业就有能力在业务上“高举高打”。而高举高打的前提,是占据大中型客户市场。

服务大型客户需要投入更多的时间,需要与之产生深入而持久的互动,并在此过程中不断优化对方需求。突发的、短期的重度铺设无法完成,企业要付出的,往往是伴随客户成长的漫长积累。进入2019年后,其月均用户增长较2018年同期增长8倍,月均房源增长量达到25万级别。 

长租公寓真正开始发展是在2017年,那时的市场被公寓运营商充满,几乎没有SaaS服务商。天网互联科技(深圳)则在那时就扎根了进来,利用企业专注nb-iot领域推出nbiot智能门锁nbiot智能水表nbiot智能电表等长租公寓必备产品并不断在产品、服务和周边生态上优化匹配。

两年后,行业快速发展,公寓运营商的体量越来越大,更多的品牌方和机构参与进来后,公寓的供应链体系逐渐才发展。相互作用下,公寓供应链的完善,反过来又令行业的准入门槛更低。

 

为什么说公寓SaaS服务会无限增长?插图

待开发市场和“SaaS平台”

美国和欧洲的公寓市场虽较为成熟,但与中国市场环境大不相同。美国的人力成本颇高,所以美国公寓运营商对工具的依赖度更高,他们愿意在系统上花费数千美金一年,这在中国难以实现。 另一方面,美国人口集中度较低,同一平方公里的房源与中国相比要稀少的多,房屋经理的有效管理半径非常有限。

“在过去短短几年间,中国公寓市场经历了爆发式增长。有些品牌的房源短时间内增加了几十万间。对于美国而言,取得这些成就则需要十年以上。”不仅如此,当前整个公寓市场中,使用SaaS系统的公寓运营商只有很少一部分。 部分没有上线的市场或会助燃“SaaS系统”向“SaaS平台”转变。 

未来,软件费将不再是SaaS服务商的主流收入,SaaS系统或可成为一个平台的入口,能够连接足够多的增值服务场景,如家居装修、金融分期,包括为公寓运营商提供流量导入和去库存等服务,还可针对租客需求,推出服务业务,如物品租赁、二手交易等成熟的增值场景。

概述适合nb-iot应用的场景

穿戴式应用

在可穿戴设备中,根据NB-IoT的特性,适用于长期的慢病监测、老人小孩和宠物的跟踪管理等不依赖智能手机的设备。对于具有即时通信类的手环产品还说,目前来看暂时还没有NB-IoT技术的施展空间。下面我们主要介绍适合几种NB-IoT的应用场景。

三星公司近期推出的Samsung Connect Tag防丢配件,是一款基于NB-IoT网络的消费级移动产品,可以通过NB-IoT上传GPS数据来实时确定老人孩子的行踪,也可以用于宠物的项圈上,在大型停车场找不到自己的车时可根据手机提示位置寻找。

概述适合nb-iot应用的场景插图

此类应用还有很多,例如基于NB-IoT技术的智能自行车。该自行将具备位置定位的防盗功能,以及其他的信息上报和跟踪功能。

概述适合nb-iot应用的场景插图1

智能拉杆箱,该拉杆箱将具备智能追踪,超距告警,电子锁控制,电池监控等基于NB-IOT技术的应用。

概述适合nb-iot应用的场景插图2

NB-IoT智能垃圾桶

智能垃圾桶便于垃圾的分类区处理,能提高环卫部门的清运效率。智能垃圾桶桶盖采用太阳能蓄电,能实现垃圾箱盖的感应开合,内置GPS定位,配合传感器能监测到垃圾通满到什么程度以及垃圾桶内温度等信息,并通过NB-IoT发送到云端,系统可根据回传的数据计算出垃圾回收车路线,及时清理已装满的垃圾桶。

概述适合nb-iot应用的场景插图3

NB-IoT农业示范应用

NB-IoT技术和传感器结合,可通过采集PH值、降水量、空气温湿度、土壤水分、土壤湿度、土壤盐分、植物营养指标以及植物生理生态指标等数据实现对农作物的实时监控,采集数据可通过NB-IoT网络上传云平台和手机APP,具有环境超限报警功能。只要网络覆盖到位,可辅助农业生产上升一个大台阶。对于城郊和一些覆盖到位的区域, NB-IoT可大大提升水产养殖、大棚、花卉等高附加值的农业生产流通领域。

概述适合nb-iot应用的场景插图4

NB-IoT智能电网监测

基于NB-IoT智能温度传感器的电缆温度实时在线监测系统,传输所监测的地下电缆温度数据,并可根据客户要求设置定值越限告警,辅以GIS地理信息系统及时准确定位故障点。可以升级拓展为城市地下电缆隧道综合监测系统,实现包括使用NB-IoT对电缆接地电流泄露和局部放电监测,电缆隧道内的温湿度、有害气体浓度和水位监测、电缆隧道安防包括井盖、门禁的实时监测。

NB-IoT智能锁

天网互联科技nb-iot智能锁

概述适合nb-iot应用的场景插图5

NB-IoT智能锁还被应用于基于NB-IoT的公租房:租户办理入住时可一站式录入个人身份信息特征,随后云平台通过NB-IoT网络和加密算法下发到与租房合约匹配的nb智能锁上,租户即可凭身份证开锁,开锁记录同步到云平台用于加强管理。这将有效解决公租房管理中诸如转租、钥匙管理、看房低效、拖欠房租等问题,还可根据租户和管理方的需求陆续提供更多个性化功能与服务。

NB-IoT智能停车

概述适合nb-iot应用的场景插图6

其中,路侧停车系统包括地磁模块(内置NB-IoT通信模组)、信息诱导提示屏、停车管理员使用的PDA/手机APP、车位收费管理系统等子模块。利用地磁车位检测器对车位占用状态进行采集,停车管理平台根据停车时长和计费规则自动生成计费数据,并推送到收费员的PDA上。系统的设备运行状态、车位占用状态、收费记录明细等信息均上传至停车管理平台,数据实时下发至室外信息诱导屏,告知车主各区域的剩余车位数量,进行区域车位引导。

反向寻车方案不需要每个车位安装车位检测器,只需在每个车场区域的过道安装一对摄像头。司机进入停车场后,通过诱导屏信息自行寻找停车位。当车辆进入每个分区的必经路口时,设置在该路口的摄像头会拍摄进入该分区的车辆号牌信息,然后将这些数据信息发送至停车管理系统,用于车辆的基本分区定位功能。在离开此分区的必经路口处也通过高清摄像头感应器识别车辆离开的行为,这同样是为了刷新该分区实时停车信息功能。

以上只是枚举了NB-IoT的一部分应用,其他还有NB-IoT智能路灯、NB-IoT智能机房、NB-IoT智能充电桩等应用,限于篇幅,我们就不一一具体介绍了。相信在政府和运营商的大力推动下,随着模组价格的下降,NB-IoT必然会衍生出更多的应用场景,为建设智慧城市,改变人们生活做出贡献,势必成为物联网创新技术的一大风口。

 

5G商用元年已经到来,NB-IOT更加重要

即使是2019-2020年5G实现了商用,NB-IoT/eMTC也将是接下来几年内蜂窝物联网主要的通信方式,NB-IoT/eMTC已成为5G物联网的组成部分。

5月21-5月25日,国际通信标准化组织3GPP在韩国釜山召开会议,讨论5G首个独立部署(SA)标准,引起了业内广泛关注,这是一个里程碑式的时刻,预计今年6月份首个5G独立部署标准将出炉。不过,即将冻结的5G标准主要针对人与人的增强移动宽带通信,并不涉及低功耗大连接的物联网场景。近日,GSMA发布报告《5G未来中的移动物联网》,指出以NB-IoT/eMTC为代表移动物联网(M-IoT)是未来5G物联网战略的组成部分,澄清现在已开始商用的NB-IoT/eMTC和未来5G的关系,接下来几年中基于蜂窝网络的低功耗大连接仍然主要依赖NB-IoT和eMTC。

满足ITU低功耗大连接要求的5G标准计划还未定

众所周知,5G主要涵盖了三大场景:增强移动宽带(eMBB)、高可靠超低时延(uRLLC)和大规模机器通信(mMTC)。其中uRLLC和mMTC是面向物联网的应用需求,而mMTC就是针对未来海量低功耗、低带宽、低成本和时延要求不高的场景所设计。不过,从目前5G的标准进展来看,mMTC的标准是争议最大的一个领域。根据此前5G标准的计划,2018年6月完成独立组网的标准,近期大家高度关注的韩国釜山3GPP会议就是针对这一计划来举行的;到2019年底R16版本出台,要完成满足国际电信联盟(ITU)全部要求的5G标准,但目前来看这一计划可能要延迟,其中争议就在于大规模机器通信的标准上。

但是,今年3月19-22日在印度金奈召开的3GPP无线接入网第79次全会上,针对R16的提案中,明确了R16版本5G新空口中不会对低功耗广域物联网的用例进行研究和标准化,低功耗广域物联网用例会继续依靠NB-IoT和eMTC的演进。也就是说,严格按照ITU愿景和需求中针对低功耗大连接场景的标准化在2019年底的R16版本中并不会完成,这一场景的标准计划暂时还没有定论,因此完整的5G标准出炉时间还未定。

NB-IoT和eMTC进入5G物联网家族中

既然在R16中对mMTC的场景标准化计划未定,但面对已经产生的低功耗大连接的物联网需求,总要有相关的技术来支持,而同为3GPP主导的蜂窝通信标准且已经有一定的商用验证的NB-IoT和eMTC及其未来的演进就被吸纳进5G物联网家族中。

5G革命性不仅仅在于它涵盖更多应用场景和更复杂的技术,还在于其有更强的包容性,因此5G的核心之一是能够支持、兼容多种接入技术,如卫星、WiFi、固网和3GPP其他技术实现互操作,达到服务于大量不同用例的目的,这也为同为3GPP的技术标准的NB-IoT、eMTC成为5G组成部分创造了条件。

当然,将NB-IoT和eMTC纳入5G物联网家庭中并非3GPP单方面来决定的,3GPP针对国际电信联盟的要求进行多次评估。一般来说,国际电信联盟(ITU)提出5G的愿景和需求,由3GPP组织全球主要厂商推进标准规范的工作,来满足ITU提出的KPI,最后由ITU采纳为国际标准。在过去一段时间里,3GPP向ITU提议NB-IoT和eMTC满足ITU对5G物联网的需求,进行了大量的评估研究,并在第79次全会上提议低功耗广域物联网用例会继续依靠NB-IoT和eMTC的演进。

NB-IoT/eMTC满足5G物联网

狂热和理性:5G物联网的发展还是需要规模化需求

舆论对5G的热情高涨,5G首个标准今年冻结后也给快速商用提供了条件。不过,试商用可以由标准和技术驱动,但大规模的商用最终还是需要规模化需求驱动,同样,支持三大场景的5G标准化的顺序也是有很大程度上需求驱动的因素。

(1)增强移动宽带有规模化商用基础,但发展速度仍不会太快

去年12月冻结的非独立组网标准和即将完成的独立组网标准,其面对的场景主要是增强移动宽带(eMBB),这部分标准的率先完成在很大程度上因为增强移动宽带的需求相对于低时延高可靠和低功耗大连接更为明显、更早有规模化的可能性。

在过去数年中4G网络商用带来移动宽带(MBB)的规模化需求和用户,实现流量爆炸式增长,推动芯片、终端等产业链各环节的繁荣。基于MBB的长期积累和用户对大带宽的需求,eMBB对带宽和速率进一步升级,实现更好的用户体验,满足超高清视频、AR/VR等应用,从这个角度看eMBB场景既有原来积累的基础,又有新的需求,因此推动快速标准化和商用很有意义。

5G商用元年已经到来,NB-IOT更加重要插图

中国5G连接数预测(来源:GSMA&中国信通院)

不过,即使是这一拥有商用基础的场景,5G eMBB预计并不会实现爆发式增长。GSMA专家曾经指出:“虽然5G备受欢迎,但截至2025年预计增长范围最大的仍然是4G”。GSMA和中国信通院联合发布的《中国5G报告》也显示,预计5G部署速度和普及过程比4G慢,5G网络初期主要作为热点技术来部署,以补充现网容量,运营商表示将根据需求来进行网络部署。

5G和NB-IOT的关系

很多人并不理解5G和NB-IOT到底存在什么关系,到底NB-IoT是不是5G技术,通讯中的5G(概念),即第五代移动电话行动通信标准,也称第五代搜索移动通信技术。5G技术带来的绝不仅仅是更快的网速,而是将万物智能互联成为可能其实,而NB-IoT是5G商用的前奏和基础,因此,NB-IoT的演进更加重要,例如支持组播、连续移动性、新的功率等级等等,只要NB-IOT等基础建设完整,5G才有可能真正实现。

NB-IOT应用场景和对物联网带来的影响

NB-IOT的发展将给物联网领域带来巨大变革,直接影响到每个人的生活,下面是几大典型的场景和变化:

智慧城市:以水、电、气表智能计量、公共停车管理、智能安防等领域为切入点,城市公共服务和公共管理的能力提升,监测一座城市需要很多方面并且要低成本。NB-IoT和LTE使得控制路灯,免费停车,环境监测等变的可能。而nb-iot运用在智能门锁主要体现在网络环境的安全稳定链接、终端连接数大和低功耗等特性,进而很好的满足了租赁市场的需求。以天网互联(深圳)有限公司旗下的必歌铠NB-IoT智能锁为代表,旗下的nb-iot智能锁以在公租房、租赁公寓和酒店等场景落地实际运营项目,多个项目运营至今得到了承租人和管理方的广泛好评。智能抄表的主要要求是网络覆盖。有时,抄表需要在信号恶劣的地区,比如,偏远地区和地下。NB-IoT通过规律的小数据传送实现对煤气和水表的监测。这会导致更好的网络覆盖。

天网公司的拥有一套完整的NB/CAT1智能门锁解决方案,是对房屋租客出入权限进行集中管理控制的软硬件全域管理解决方案,广泛适用于公租房、长短租公寓民宿、智慧化校园、房地产前装市场等场景。其中硬件包括基于窄带物联网(NBIoT)通讯技术研发的智能门锁,辅以配套的房屋租赁管理平台(SaaS)、物联网设备管理平台(PaaS)和手机APP、微信小程序等都已开发完毕。

Zigbee、 Lora难以向5G演进、唯有NB-IoT拥抱5G

如今物联网产业已经进入大规模快速发展阶段,垂直行业从事物联网建设的企业越来越多。不过在低速率物联网技术NB-IoTLoRa方面,企业的选择出现了分歧。貌似LoRa在中国会与NB-IoT分庭抗礼,但是事实真的会是这样吗?

Zigbee、 Lora难以向5G演进、唯有NB-IoT拥抱5G插图

芯片是物联网产业的“种子”,决定了整个产业将“长”成什么样。在芯片研发和供应方面,LoRa芯片制造商只有Semetch一家美国公司,属于独家垄断,这对整个产业的发展而言是个不好的兆头。

前段时间中国一家通信设备企业被美国禁售芯片,导致企业正常运营停滞,付出巨大代价。该事件的惨痛教训历历在目,我们为何还要力推被人能随时扼住咽喉的发展道路?

而NB-IoT是3GPP定义的标准协议,全球主流芯片厂商都能够提供NB-IoT商用芯片,比如高通、MKT、RDA、三星ARM华为等,都可以推出符合全球开放协议的产品。另据笔者了解作为NB-IoT芯片专利的主要贡献者华为,计划不收取海思NB-IoT芯片专利费用。这对物联网的产业规模发展是一个巨大的利好消息。

在价格方面,随着NB-IoT芯片发货量的增多,NB-IoT模组价格已逐渐逼近GSM模组价格,刚刚开标的中国联通300万NB-IoT模组,NB模组价格已经降到了23元/pcs,与LoRa模组类似,与GSM仅相差5元不到。相信随着NB-IoT的连接数不断增多,NB-IoT模组的价格还会进一步降低。

网络:运营商支持NB-IoT网,企业自建LoRa网性价比低

再看具体的网络建设,LoRa阵营宣称有50多张商用网络,但是缺少主流运营商参与,前期支持LoRa的Orange、比利时Proximus等,也均开始转型做NB-IoT。LoRa网络需要完全新建设备,初期投资大,任何一家厂商难以在短时间内做到连续覆盖。

这里值得提下韩国运营商SKT的物联网发展经历,颇具戏剧性。SKT过渡追求建网成本的降低,2016-2017年在韩国首尔建设了数万个LoRa基站,但覆盖很差,终端设备仅能在马路上接收到信号,在室内几乎无信号。这样糟糕的结果,导致SKT在物联网领域无法与韩国另外两家运营商KT和LG U+竞争(这两家运营商部署了NB-IoT网络)。

而NB-IoT是全球主流运营商支持的标准技术。Vodafone、德国电信、日本软银等56家运营商均已经部署了NB-IoT商用网络。在美国,T-Mobile已经宣布商用了NB-IoT,AT&T、Verizon也积极进行NB-IoT的商用试点。在中国,三大运营商也已经部署了接近100万个NB-IoT基站。NB-IoT可以依赖现有运营商设备软件升级完成,投资少,保护存量资产,可以快速完成网络部署。

再看各类垂直行业客户。垂直行业客户自己建设LoRa网络性价比并没有想象中那么高。LoRa需要行业客户自己部署网络或委托第三方,也就导致LoRa网络需要行业客户自己维护。但是行业客户一般都不是通信方面的专家,那么在维护网络的时候主要会依赖第三方,这时会产生大量的维护成本,同时行业客户对技术的更新方向和节奏把控不是特别好,不像运营商网络比较专业而且网络质量比较稳定,所以从这个角度来讲,对行业客户而言,NB-IoT网络会比LoRa更好。

频谱技术:LoRa工作在非授权频段,不稳定

LoRa工作在非授权频段,有点类似于Wi-Fi,任何人都可以使用,频段本身干扰不可控,干扰会导致通信质量下降。中国政府对于非授权频谱的管理征求意见稿,也一直想对国内的非授权频谱进行有效管理,比如限制发射机连续发射时间、不能用于组网等,虽然征求意见稿未正式对外发布,但是这对工作在非授权频谱的LoRa是潜在的不确定监管政策因素。

除了频谱方面,在技术上LoRa技术的通信质量也难以保证。LoRa基于Aloha机制,有点类似于Wi-Fi,需要抢信道发,比如先尝试发一下,如果发现跟其他人碰撞,那么只好过一段时间再发,一发生碰撞就要回退回去对时延和发包成功率都有较大影响。——这种机制会导致大量无效的碰撞,发送接收效率低。

而NB-IoT基于授权频谱,所有的频谱使用是有专业规划的,且受到法律保护,干扰等因素可控。NB-IoT是基于调度的技术,哪个用户在哪发是由基站进行调度的,资源使用效率比较高,不会发生很多碰撞。所以基于调度的系统可以进一步提升通讯质量。

演进:LoRa难以向5G演进,NB-IoT将演进到5G

在探讨技术未来演进时,我们可以发现,NB-IoT是面向5G的物联技术,将在长时间之内与NR mMTC共存,并在未来长时间之内向5G演进。具体而言,NB-IoT在持续演进, 3GPP Release 13是首版本,之后Release 14以及Release 15将再持续增强,最终面向5G。

而LoRa是单个公司的私有协议,难以实现面向未来长期的技术演进。要知道,如果一个创新技术无法持续演进,就是没有未来的。企业对网络投资成本保护和现有资源最大化利用是非常重视的。

同时面对5G这个巨大的市场增长机会点,运营商必然不会错过,他们会在5G进入规模发展前,精细算清楚每笔投资的方向——不仅要有益当前,还要有益未来。

应用:LoRa未见百万连接项目 NB-IoT应用进入爆发期

在商业实践方面,NB-IoT已近出现了百万级应用,而LoRa至今未见较大项目。在智慧城市方面,如杭州NB-IoT烟感已经签约100万片NB-IoT模组;中部某省市的NB-IoT电动车监控已经开始规模试点,当前已部署15万台NB-IoT设备,20XX年目标是300万;深圳燃气也公布了160万NB-IoT智能燃气表的部署计划。在智能家电方面,2018年10月,天网互联科技(深圳)有限公司旗下的必歌铠NB-IoT智能锁终端再昆明某地区公租房成功部署了一千三百套终端并运营至今,成为了国内首个千量级NB-IoT终端的标杆项目。而在2019年2月,天网互联科技(深圳)有限公司旗下的必歌铠NB-IoT智能锁已完成中国移动产品引入,并在采购订单意向成功破万!最后2019年5月,天网互联科技(深圳)有限公司协手链家和百米生活等企业共同推进NB-IoT终端应用的落地,重点推进的方向以深圳本地城中村和公寓为主,并在6月中旬深圳龙华区某个城中村中全面部署NB-IoT的智能门锁、水表和电表终端应用。

NB智能锁成就万物互联新突破

随着三大运营商NB-IoT网络的覆盖情况日益完善,标志着万物互联将有一个新的突破,更多的设备将通过广域网络实现数据的传输和连接。智能锁,作为智能家居的入口产品也不能例外。智能锁也正将由蓝牙技术、WIFI技术、Zigbee技术过渡到NB-IoT技术

系统拓扑图

天网互联智能门锁系统系统主要由应用层、网络层、感知层组成。应用层是安防管理平台,实时掌握门锁状态,能通过APP、微信小程序、WEB页面远程控制门锁,实现对门锁的管理,有效保障住户人身财产安全,提高居住安全性。网络层通过NB-IoT技术进行数据传输;感知层主要由智能门锁设备组成,具体系统构架如下图所示:

NB智能锁成就万物互联新突破插图

终端设备

智能门锁系统的硬件设备为一台电子门锁,能实现指纹、密码、刷卡、机械钥匙、APP等开锁方式,提供远程授权开锁、开门记录上报(可识别用户ID、开锁方式、时间)、钥匙开锁提醒、防撬提醒、试开密码提醒、暴力开锁提醒等功能。适合防盗门、木门,常规45-55mm门;供电方式为4到8节5号电池,正常使用寿命1到2年。

NB智能锁成就万物互联新突破插图1

产品特点

传统的电子门锁系统有三种联网方式包括Wi-Fi、蓝牙和ZigBee,但都有一定技术缺陷导致成本高,网络可靠性差、配网复杂、安全性不高,具体劣势见下表:

行业其它方案 产品劣势
Wi-Fi 安全性差 无线干扰大
容易被破解 功耗大
蓝牙 近距离通信 无法远程操作
每次使用要配对
ZigBee 近距离通信,需要网关 2.4G频段,容易掉线

采用NB-IoT的解决方案后基本上同时具备低功耗、高可靠性、低成本、安全性强的特点。

适用场景

智能门锁系统的应用场景按面向的市场不同可分为2C和2B两类。

2C市场包括电商平台、建材市场、专卖店等,主要面向个人消费者。智能门锁作为家居生活的入口,除了与安防产品组成体系化安防系统之外,与其他家居产品,如室内照明系统、室内娱乐系统、室内空气监测系统、室内家电系统等都有广泛的联系,智能门锁可以接入更多的家居生活场景。

2B市场包括酒店公寓、民宿、地产商、政府机关、写字楼等。NB智能门锁系统能提供房屋管理方案,打通资产管理系统、业务系统和互联网智能门锁系统实现数据联动。一方面可以有效管理房屋资源,另一方面,对于公寓、酒店来说,通过使用智能门锁解放了人力,提高了工作效率,实现房屋管理的数字化。同时,智能门锁与其他安防产品之间将实现数据联动,安防由被动向预警方向发展,在小区治安、城市治安方面,智能门锁将发挥更大的作用。

客户群体

客户群体:酒店公寓、民宿的业主;写字楼、公租房的开发商、物业;政府机关、企事业单位。

市场规模

中国智能门锁市场渗透率不足3%,相比之下欧美市场为50%,日韩市场为80%,中国拥有4亿多家庭,加之每年新增住房,潜力巨大。2016年国内智能锁销量400万套,增速50%,易观预测2019年达到3200万套。同时整个国内市场可分为两部分,60%市场份额为2C,40%市场份额为2B。

NB智能锁成就万物互联新突破插图2

从商业元年看透NBIoT未来发展趁势

5G技术带来的绝不仅仅是更快的网速,而是将万物智能互联成为可能,而NB-IoT是5G商用的前奏和基础,因此,NB-IoT的演进更加重要,例如支持组播、连续移动性、新的功率等级等等,只要NB-IOT等基础建设完整,5G才有可能真正实现。

通讯中的5G,即第五代移动电话行动通信标准,也称第五代搜索移动通信技术。NB-IoT,即基于蜂窝的窄带物联网(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支,很多人并不理解5G和NB-IOT到底存在什么关系,今天我们就来看看5G和NB-IOT的关系。

5G技术带来的绝不仅仅是更快的网速,而是将万物智能互联成为可能,而NB-IoT是5G商用的前奏和基础,因此,NB-IoT的演进更加重要,例如支持组播、连续移动性、新的功率等级等等,只要NB-IOT等基础建设完整,5G才有可能真正实现。NB-IoT技术为物联网领域的创新应用带来勃勃生机,给远程抄表、安防报警、智慧井盖、智慧路灯等诸多领域带来的创新突破。

5G时代的“三兄弟”

5G有三个标准,分别是LTE(授权频道)、LTE-U(非授权频道)和NB-IoT(授权频道)。 NB-IoT,仍然属于授权频道。NB-IoT最大的特点,是传输距离达到惊人的10km,可以覆盖一个小县城。而且可以带无数终端,一个基站可以带20多万个终端。这意味着,管理一个井盖、停车收费,房屋租赁都变得轻松,而且便宜。即使是200万元建立一个基站,方圆10km都可以进行管理。NB-IoT技术为物联网领域的创新应用带来勃勃生机,给远程抄表、安防报警、智慧井盖、智能门锁等诸多领域带来的创新突破。

NB-IoT的演进显得十分重要,如支持组播、连续移动性、新的功率等级等等,只要NB-IOT等基础建设完整,5G才有可能真正实现。

当前5G的进展趋势

中国也较早地启动了5G技术试验。中国的5G试验分两个阶段,一是2016年1月到2018年底,是面向技术的试验;从2019年到2020年,是面向真正的产品直至商用的试验。

在第一阶段中,又分三个阶段,2016年1月至9月,5G推进组完成了基于技术的实验。目前正在第二阶段,要进行基于统一的测试规范、统一的频谱、统一的平台来进行的测试。在该阶段,中国在北京怀柔搭建了全球最大的5G试验网,共30个基站,全球6家主要的设备厂商参与试验。

5G的频率问题中国也取得进展。2017年6月,工业与信息化部在其网站上发布了5G使用频谱意见公开征集。华为旗下的海思半导体日前表态正在开发支持5G网络的麒麟处理器,预计2019年问世。同时预计在2019年推出第一个R10版本的5G芯片,不过要到2020年的R16才算真正的5G标准。

根据国际标准组织3GPP和ITU(国际电信联盟)的时间表,2018年6月会有第一个正式的5G标准版本,即R15。R16将在2019年年底完成,将比R15版本更为完善。这也将是最后版本。

在2020年以前,5G的大规模应用,大家都不抱希望,没有设备制造商会认为5G能够迅速布置下去。即使是相关标准进展神速,6~9月份的标准的冻结期才刚刚起步,下一步建立基站、兼容机制(将来的华为、中兴必须相互兼容),还有很长时间。

NB-IoT技术五大应用场景

NB-IoT网络带来的场景应用包括智能停车、智能消防、智能水务、智能门锁、共享单车和智能家电等。

NB-IoT智能抄表,原来每个月抄一次表,现在每半个小时就可以抄一次表,不仅节省了大量人力物力,一天48次抄表产生的大数据还解决了管道漏水不能及时发现的难题。

智能门锁方案采用NB-IOT技术,有三大优势:1、车辆检测器可直接上报给运营商无线网络,无需网关,整体成本(设备成本、部署成本和维护成本)下降;2、部署便捷,车辆检测器即插即用,其中,路侧停车系统包括地磁模块(内置NB-IOT模组),利用地磁车位检测器对车位占用状态进行采集,停车管理平台根据停车时长和计费规则自动生成计费数据。

共享单车采用NB-IoT技术。近日,ofo联合中国电信、华为发布了NB- IoT智能锁。与2G车锁相比,NB-IoT智能锁大幅度缩短结单时延,由之前的25秒以上降至当前的5秒以内,极大提升了用户体验。功耗方面,过去共享单车中的电池最多只能持续使用3个月,这就需要定期更换电池或者在单车中装载发电装置,影响用户使用,新款小黄车可在无需充电的情况下持续工作2年以上,既节省了成本又减轻了运维负担。

天网公司的拥有一套完整的NB/CAT1智能门锁解决方案,是对房屋租客出入权限进行集中管理控制的软硬件全域管理解决方案,广泛适用于公租房、长短租公寓民宿、智慧化校园、房地产前装市场等场景。其中硬件包括基于窄带物联网(NBIoT)通讯技术研发的智能门锁,辅以配套的房屋租赁管理平台(SaaS)、物联网设备管理平台(PaaS)和手机APP、微信小程序等都已开发完毕。

NB锁为什么能成为共享单车最佳开锁方式

最早共享单车运营品牌之一的摩拜单车,传闻仅仅开发其独立自主品牌的单车智能锁就使用了半年时间,那么问题来了,共享单车上的智能锁,做出来有多难?目前主流的开锁方式有哪些?共享单车作为现阶段的资本风口,媒体对共享单车的兴趣和报道渐渐多了起来,有关注的同学可能早早就看过这些文章是这样介绍单车上的智能锁的,“技术实现手段也不难:在电动车锁里加上传感器、GPS、3G网络和芯片……”,事实上真的像众多报道中所描述的如此“简单”吗?

NB锁为什么能成为共享单车最佳开锁方式插图

续航问题

共享单车一开始不被看好,很大程度上是因为其电池的续航问题。

上面提到过,除去开锁,单车需要和后台云服务器建立了TCP/IP长连接,通过心跳包的形式保持通信,与服务器同步定位的信息。显然,定位的问题要用到锁里面GPS 模块(最傻的创业者都不会用基站这种方式定位),单单是实时定位就需要GSM + GPS的方式24小时不间断去追踪单车,耗电不少啊。

这就涉及到锁的整体功耗问题了,共享单车上的智能锁一天要用多少电?我们尽量用最最省电的方式去计算。

NB锁为什么能成为共享单车最佳开锁方式插图1

骑行时,实时的路径追踪可以使用用户的手机上传位置,单车内的GPS只负责跟踪单车,只需要在一段时间内更新某个点(与跟踪美团外卖员位置类似),这个更新时间可以长达30秒到1分钟。而车辆锁上后,后台也可以控制延长心跳时间,10到15分钟才更新一次,目前采用的 AGPS 技术也可以在2秒内锁定位置,工作时间不多。所以我们先把忽略GPS模块的功耗忽略,只计算GSM模块待机功耗。

这样就有个更简单的方法:我们可以回想下当年诺基亚黑白板砖功能机的时代,1020mAh的电池,在轻度使用的情况下(每天发发短信类似智能锁开锁操作),可以待机5天左右,算下来功耗大概在8~9mAh,算上GPS模块和周围电路,开锁电机,功耗大致应该在10~15mAh。

电池和发电

有了对智能锁功耗的基本认识,自然要考虑到我们要在上面放多大的电池才能维持正常的工作?关于电池的问题,有几点需要考虑到的:电池必须是可充电电池;单车的流动性非常大,不能对一辆辆没电的单车进行收集和人工充电;受限于锁体的大小,体形不能太大;电池的成本不能过高。

市面上最符合上面条件的电池大概就是INR18650电池,单节2500mAh,由于锁有大小的限制,一般的锁体内放4节这样的电池已经是极限了,就是10000mAh。这样的电量,明显最多只能支持单车两个月的使用,意味着共享单车的运营者必须解决另一个问题:怎样给单车充电?

最初的摩拜用的就是骑车发电的方式,在转动轮上加上花鼓来发电。所以最开始型号的单车脚踏都特别沉,很难骑。现在行业里普遍接受的充电方式是太阳能充电,在车篮子上加装太阳能电池板,保证电量的供应。

太阳能电池板大多采用的是PET和EVA材料,工作电压为6V,工作电流为1A,转换效率可达到18%~24%。通过特殊的封装技术制成标准尺寸为长270mm、宽175mm、厚2.2mm的太阳能电池板,这样的太阳能电池板保证单车的供电是不成问题的。所以,我们在生活中看到的带车筐的共享单车,可不仅是为了方便用户存放东西,更重要是源源不断地为单车供电。

锁体本身

随着共享单车的普及,很多社会问题也呈现出来了,相信很多人都看到过“小学生乱砸乱开共享单车”“共享单车遭到破坏大面积失效”等新闻报道。共享单车被恶意破坏,暴力破坏等原因有很多,在国情下商家对锁体的材料的选取,锁的形状、内部防盗防破坏的设计就十分重要。

NB锁为什么能成为共享单车最佳开锁方式插图2

锁体除去要选用材料坚固,防水防盗的材料外,还需要在锁中加装传感器,在非正常移动、被人恶意破坏时发出蜂鸣警报。

还有就是开锁弹簧的老化问题,不止一次我要用车,扫码后已经听到了锁开锁成功的滴滴声,app上也显示已经开锁,可总不见锁鞘弹开。仔细观察才明白,原来是开锁弹簧严重老化,锁是开了,但是弹簧没弹出,要我自己手动把锁鞘拉出来,一不留神还以为这个车子坏了呢。

可见一台共享单车上的智能锁,锁体上需要做的文章也不少。要做共享单车智能锁采用的需是外壳是铝合金材料,比普通的马蹄锁更轻、更牢固。经过上十万次的开锁试验,内置传感器防盗放暴力破坏,蜂鸣报警器还可终端控制方便找车,这些都是初步设计开模的时候就需要考虑的事项。

智能锁的开锁方式的演变

我们先搞清楚智能锁的核心问题:用户是怎么通过手机扫码开锁的,原理是什么?共享单车上的智能锁从上线之处到现今,开锁的方式已经经历了三次优化。

短信解锁:

我们都体验过共享单车的开锁方式:用手机扫描车上的二维码,APP 上出现解锁进度的读条,10秒内就会听到电机带动和锁鞘“啪”的一声,解锁成功。我们可以直接把锁内的 GSM 模块当成是当年的插了SIM卡的黑白功能手机,10秒内的时间,GSM 搜索网络时间没有这么短,更何况在解锁的过程中,我们仅仅是用手机扫码,没有任何激活单车的操作,所以可以肯定锁是始终与网络保持长连接的,就是说这个手机始终是开机的状态,时刻要接收信号。

一开始以摩拜为代表的共享单车的开锁过程比现在慢多了,每次开锁大概在6~10秒,但极少开锁失败。笔者很早就注册使用共享单车,对此深有体会。原因其实是最开始的共享单车,开锁并不是使用GPRS流量来控制的,而是服务器通过给自行车发短信(对,就是手机短信),响应然后开锁。6至10秒的延时也正正是短信投递的时间。

短信开锁的方式有其优势:开锁比较稳定,开锁不需要通过GPRS/3G流量,比较省电。省电是非常重要的,前期由于共享出行尚未普及,而单车是需要使用者发电维持的(相信大家都知道摩拜初代用的是轴承不是链条,靠我们骑车来发电),如果某辆车一直没人骑,等到它的电量耗尽变成一辆“僵尸车”,一旦这种情况多起来,线下维护的成本就非常高。

没想到吧,最开始的共享单车是以短信作为开锁信号!

GPRS开锁:

接下来共享单车开锁方式就直接由服务器通过GPRS/3G流量传达指令开锁。不再担心电量的问题,这种变化是可预见的,因为骑车的人多起来了嘛!通过流量直接开锁,开锁速度也大大提升,从原来靠短信,等待时间有时候要30秒、1分钟(短信收发有时候还不止这么久)变成了3秒内开锁,照顾到很多人的用户体验。但问题随之而来:开锁时间,开锁成功率依赖信号,在信号不强的地区开锁也是十分痛苦的。

GPRS + 蓝牙开锁:

我想你们也猜到了,现在的智能锁采用的开锁方式普遍使用的是流量+ 蓝牙辅助开锁,开锁不稳定、开锁时间慢、耗电等所有问题得以一次性解决。蓝牙辅助开锁,原理是使用用户的手机蓝牙通过加密,与锁内的蓝牙配对后开锁。服务器只需用流量连接用户手机,再由手机蓝牙发送开锁指令到智能锁。这样一来,开锁功耗大大降低,也不需要依赖锁中模块的信号强度,提高稳定性。4G手机的流量速度也保证了开锁时间,这种流量蓝牙“二合一”的开锁方式可谓终极方法。

窄带物联网(NB-IoT)开锁:

窄带物联网(NB-IoT)作为IoT领域的一项新兴技术,随着产业链尤其是芯片技术的逐步成熟,同时在运营商的广泛支持下,将其应用于共享单车领域获得了越来越多的共识。早在去年,中国移动和摩拜科技就在上海完成了基于窄带物联网现网的端到端测试,今年,ofo也与中国电信签署了窄带物联网共享单车应用合作协议。

相比2G,窄带物联网具有广覆盖、多连接、低功耗、低成本等诸多特点。窄带物联网低功耗的特点,使得共享单车不需要安装人力发电装置,仅用太阳能电池板或自带电池就可以满足车辆用电需求;窄带物联网覆盖范围更广的特点,使得地下车库、地下室等偏僻位置的单车可接收到信号,保证车辆持续在线;窄带物联网方案具有低成本优势,可大大降低整车设计成本。