CAT1新起之秀 你对其了解多少?

物联网设备通信方案与LTE技术用在物联网应用中的技术解决方案非常多,各种各样的行业、技术标准组织都在制定对应的物联网技术方案,有的在制定中,有的还在原型测试,有的具有独立知识产权的技术方案已经在市场中应用。

物联网设备其实主要具备如下6大特点:

1、设计简单:系统复杂度低能保证IoT设备在恶劣环境下正常工作;

2、成本低廉:IoT设备一般部署量大,所以需要成本可控;

3、大覆盖范围:要保证一些在地下室的仪表、设备的数据能传输出去;

4、低功耗:大部分应用场景都需要使用电池功能,而且需要能工作好几年;

5、低速率:比如一些抄表的应用中,一天也只需要传输几十个字节就足够了;

6、海量设备接入:你可以想象一下一个小区里面的各种仪表和机器的数量是上万的;

什么是LTE Cat.X?

我们常说的Cat.X指的就是UE-Category,UE是用户设备(user equipment),Category是分类、类别的意思。所以Cat.X这个值是用来衡量用户终端设备无线性能的,说白了就是用来划分终端速率(等级)。根据3GPP Release定义,UE-Category被分为1-10共10个等级,其中Cat.1-5在R8组,Cat.6-8在R10组,Cat.9-10在R11组。目前我们手机所使用的LTE网络主要指的是LTE Cat.4。

常见的LTE Cat.4无法满足部分物联网设备通信需求

LTE在最初设计时是为了解决一个最主要的需求–它必须足够快。尽管该技术可以满足移动宽带通讯的需求,但是它无法在一些应用产品中得到很好的运用,比如穿戴式设备、工业传感器、家用电器等。这类设备的特点是尺寸小,电池供电,而且经常会被放在诸如地下室等网络覆盖不好或者甚至无信号的地方。

CAT1新起之秀 你对其了解多少?插图

LTE Cat.1具备独特的优势:

相较于Cat.4,Cat.1具备一定的成本优势,例如网络建设上,现在LTE Cat.1可以无缝接入现有LTE网络当中,无需针对基站进行软硬件的升级,网络覆盖成本很低。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。相较于Cat.M2(NB-IoT),Cat.1具备一定速率、时延和移动性方面的优势,拥有跟LTE Cat.4相同的毫秒级传输时延,以及支持100KM/H以上的移动速度。在某些应用上,可由Cat.4迁移至Cat.1,收益明显。例如对讲机、玩具机器人等采用4G做语音交互的场景,之前用Cat.4完全可以转用Cat.1。许多在语音功能以及中速率连接的场景,都将有Cat.1的发挥之处。这些场景包括了共享、金融支付、工业控制、车载支付、公网对讲、pos等等

为什么Cat.1会“火”?

1、2G/3G在未来已成退网的必然,基于4G/5G(NB-IoT+4G+5GNR)的物联网技术将担当起开启万物互联的大任。

2、NB-IOT 无法满足中速率及移动特性需求,eMTC 的发展不尽如人意,国内产业生态也没跟上,Cat.1成为不二选择,例如:雷盾、亿道信息等三防平板在物流等行业应用中可支持Cat.1。

3、Cat.1 优势,可以无缝接入现有 3G/4G 网络。

Cat.1 和 NB-IoT 作为新基建的重要组成部分,在面向智能家居、智慧农业、工业制造、能源表计、消防烟感、物流跟踪、金融支付等重点领域,必将不断扩展、不断创新!

CAT1新起之秀 你对其了解多少?插图1

NB-IoT门锁和水表应用获人民日报点赞:建议全国推广!

 

昨晚,人民日报官方微博发布了一篇《上海:独居老人水表12小时不走自动预警》的推文,不到3小时的时间,超过500万人看了这个视频,收获了15万以上的点赞。记者对上海市长宁区江苏路街道走访时发现,该社区为独居老人安装了门磁、烟感报警、红外监测等系统来促进智慧养老的落地,例如智能水表会将12小时内读数低于0.01立方米设定为预警线自动报警,居委会干部会第一时间上门探视老人,并将核实情况上报街道责任科室。

作为物联网从业者,笔者坚信类似的方案和场景已经比较成熟了,然而看到这一新闻,还是禁不住感慨,科技的发展让老年人越来越孤立的情况下,我们仍然可以通过一些思路的改变和创新,让老年人也能享受科技发展的成果,让新的技术也成为服务老年人群体的工具。

智慧养老,一项势在必行的工作

老龄化是目前我国经济社会发展的一个重大问题,十九届五中全会公报中明确提出“实施积极应对人口老龄化国家战略”,将应对老龄化上升到国家战略的高度,足见其重要性。

2017年,国务院公布的《“十三五”国家老龄事业发展和养老体系建设规划》中提出,预计到2020年,中国全国60岁以上老年人口将增加到2.55亿人左右,占总人口比重提升到17.8%左右;高龄老年人将增加到2900万人左右,独居和空巢老年人将增加到1.18亿人左右。

 1.18亿独居和空巢老人是一个非常惊人的数字,意味着这么大群体的老年人长时间无人陪伴和看护。由于各方面的原因,大部分独居和空巢老人无法获得专门的商业养老服务,因此居家和社区养老成为核心的手段,我国老龄化事业发展目标也是“居家为基础、社区为依托、机构为补充、医养相结合的养老服务体系”。由于缺乏专门的人员对其服务,独居和空巢老人的居家社区养老不一定能得到保障,而通过最新科技手段实现智慧养老或许是服务这1.18亿老年人群体的一个重要方式。

早在2015年,民政部等10部委联合发布的《关于鼓励民间资本参与养老服务业发展的实施意见》中对社区居家养老就明确提出:

推进养老服务信息化建设,逐步实现对老年人信息的动态管理。支持民间资本运用互联网、物联网、云计算等技术手段,对接老年人服务需求和各类社会主体服务供给,发展面向养老机构的远程医疗服务,发展老年电子商务,为老年人提供紧急呼叫、家政预约、健康咨询、物品代购、服务缴费等服务项目。

《“十三五”国家老龄事业发展和养老体系建设规划》中的“居家社区养老工程”中也提到:

实施“互联网+”养老工程。支持社区、养老服务机构、社会组织和企业利用物联网、移动互联网和云计算、大数据等信息技术,开发应用智能终端和居家社区养老服务智慧平台、信息系统、APP应用、微信公众号等,重点拓展远程提醒和控制、自动报警和处置、动态监测和记录等功能,规范数据接口,建设虚拟养老院。

2019年4月,国务院发布的《国务院办公厅关于推进养老服务发展的意见》中也明确提出:推广物联网和远程智能安防监控技术,实现24小时安全自动值守,降低老年人意外风险,改善服务体验。

可见,物联网是智慧养老中一个核心的技术手段,得到政策的大力支持,尤其是针对独居和空巢老人群体,在一定程度上解决养老服务人员短缺的问题。

让老年人有尊严的享受最基本的养老服务

虽然居家社区养老是我国养老服务体系的重中之重,但居家社区养老商业模式并不清晰。去年,著名人口学家乔晓春在一次论坛上曾表示,调查发现目前我国大多数养老机构仍然处于亏损的状态,实现盈余的养老机构只占4%,而社区居家养老服务商的日子更不好过,很多社区中的养老驿站、养老照料中心都是惨淡经营,即使有政府的大力支持,甚至是直接拨款,也难以实现盈利。

当然,专门的居家社区养老服务机构的一次性投入巨大,而采用智能化手段,提供最基本的居家社区养老服务可以探索出一定的商业模式。由于成本较低,一般会通过政府购买公共服务或家庭购买的方式,比如一些智能硬件、穿戴设备的购买。

针对居家智慧养老,多年来物联网从业者从未停止探索。居家智慧养老一般都会涉及到智能硬件的使用,并采集相关的数据,不过数据的采集可以分为有感采集和无感采集两种方式,不同方式决定了物联网方案的落地难易。

有感采集一般是给老人佩戴监测设备,比如手环、手表等穿戴设备、跌倒监测仪、拐杖等。这类设备的优势在于能够精准了解老人体征相关情况,但弊端在于要求老人日常必须使用才能获得数据,而且很多老人总认为自己被时刻监视着,对其有明显的抗拒心理,不会配合佩戴,导致数据获取不准确,而且大部分设备采用WiFi、蓝牙等短距离通信手段,老人主动联网率低,网络配置也有一定复杂度,导致数据无法获取。

无感采集就类似于本文开头所提到的智能水表、门磁等设备方式,虽然获取的不是老人直接的体征数据,但用水、出门等是老人日常起居、饮食过程中必不可少的行为,通过设备获取的都是客观的数据。另一个优势是,这类设备是通过NB-IoT低功耗蜂窝网络接入,开机即联网,保证持续获取数据。

智能水表的数据从一定程度上对独居老人极端情况进行客观反馈,独居老人12小时没有用水就是一个很值得警惕的信号。加上门磁、红外等智能设备数据的交叉验证,对于一些极端情况能够做到精准判别。可以说,这是在无感情况下,让老人有尊严地享受到一个最基本的养老服务。

AI识别、NB-IoT、数据生产要素价值,驱动项目实现

在笔者看来,虽然借助智能水表推进智慧养老服务并不是新鲜事,但其落地是多种技术和商业结合的产物。在上海市长宁区江苏路街道这个案例中,笔者注意到这些水表并非真正意义上的全新智能水表,而是在传统老的机械表基础上加了一个数据采集终端的“盖子”,在不对原有计量表改动的前提下快速实现智能化。

虽然目前智能水表发展迅速,但市场上仍有大量存量的传统水表还在生命周期中,这些表计不能一换了之。大量独居老人居住在老旧小区,其水表大部分为存量传统表,要通过智能水表实现养老服务就只能在存量表计基础上进行创新,最关键一步是对表计读数的精准识别。

存量水表数量巨大,而且类型各异,不同型号、不同规格、不同厂家多达上百种,而且表中的水珠、水泡、水纹等情况,以及表盘脏污、表盘冻裂、灰尘、反光等都可能使读数识别出错,要低成本地实现精准识别,需要大量的深度学习才能胜任。因此,其算法要支持上百种型号表计和不同读数规则,具有预判和自学习能力,而且由于成本、功耗和传输带宽的限制,在识别精度基础上还需要算法支持形成低分辨率、低成像质量的图像。

当然,支持抄表场景最有效的无线通信技术,NB-IoT是这一案例所采取的通信方式,保障网络的覆盖,为智能水表低功耗、免维护打下基础。过去几年,NB-IoT取得长足进步,目前NB-IoT网络覆盖、应用场景、产业生态和成本都能够支撑其规模化发展。这一案例中的门锁、红外、烟感报警器也无一例外采用NB-IoT通信方式,成为智慧养老背后的“功臣“。

这一项目最终形成闭环还依赖于数据的价值挖掘。今年4月,《中共中央国务院关于构建更加完善的要素市场化配置体制机制的意见》发布,其中一个亮点是将数据作为一种新型生产要素写入文件中,与土地、劳动力、资本、技术等传统要素并列为要素之一。在上海市长宁区江苏路街道这一案例中,充分体现出了数据作为生产要素的价值。从传统意义上看,智能水表产生的数据更多是给水务厂商带来智慧抄表和智慧水务的价值,然而这一数据目前也能够用于居家养老,又赋予了公共服务的价值,若再加以挖掘,可能还会对其他领域产生新的价值,数据的生产要素特征让项目能够快速落地。当然,数据生产要素特征是建立在数据隐私保护基础上,这一案例中抄表数据用于智慧养老也不例外。

天网公司(www.tianwang.com)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。

物联网技术对未来的重要性

导  读:随着物联网技术在消费者的日常工作和生活中越来越普及,许多人可能会思考:“物联网的未来是什么样子的?”
企业物联网、消费物联网与时间跨度

为了缩小范围,我们可以从以几种不同的方式划分物联网开始。Stacey Higginbotham将物联网分为消费物联网、企业物联网和工业物联网。但是,这些细分市场之间并没有明确的界限(即消费者物联网产品可以进入企业,行业通常由企业驱动)。本文根据消费对象(组织还是个人)进行区分,只选择企业物联网和消费者物联网这两个细分领域进行分析。

消费者物联网是指消费者直接购买的产品和服务。包括智能灯、智能音箱、智能汽车、智能手机、平板电脑、笔记本电脑等。

企业物联网是指组织采用的解决方案和服务,以提高效率、改进业务、获得市场洞察力和创造新的产品和服务。这包括获取重要资产位置的实时信息或远程监视业务流程。

为了进一步缩小范围,还需要确定预测的时间范围。时间跨度越长,预测的准确性就越低。时间跨度越短,发生的重大改变就越少。所以,小编把“未来”定义为未来5年。

在未来5年内,由于网络基础设施的大范围建设、传感器成本的降低以及有效管理大规模物联网系统所必需的软件工具的引入,企业物联网将迎来重大的变化。

LPWANs+低成本传感器+软件工具=企业物联网爆炸式增长

对企业而言,投资回报(ROI)就是一切。从长远来看,企业需要赚更多的钱,否则,他们就会破产。这就意味着企业的宗旨是:赚更多的钱,花更少的钱。这两个方面是企业比较关注的,但鱼和熊掌,可否兼得?企业物联网可以使企业两者兼而有之:利用物联网创造新的、可盈利的产品和服务,在降低成本的同时提高效率。

在大多数情况下,物联网的投资很高,获取ROI的周期却很长。在未来5年里,预计大型企业将率先采用物联网。然而,物联网大规模应用的关键是投资成本的降低,这将在三个领域得到解决:LPWANs、低成本传感器和软件工具。

LPWAN代表低功耗广域网,是物联网众多连接技术之一。由于当前的技术和市场前景,小编将连接技术锁定在LPWANs的范围,不讨论WiFi和蓝牙(BLE)等技术。WiFi和BLE虽然已经不断优化,但它们都是相对成熟的技术,由于它们的覆盖范围有限,只适用于特定的用例。而LoRa和NB-IoT等LPWANs技术相对较新,且用例范围比较宽广。

目前而言,LoRa的市场占有量处于领先位置,但NB-IoT的增长速度更快,预计到2019年年底将超过LoRa,之后它将在未来几年保持领先。NB-IoT和LoRa目前已经占据了市场份额的70%左右,预计在未来5年内,它们的市场份额将增长到85%。“

对于非授权的LPWAN网络,LoRa在美国的市场占有率方面遥遥领先于其它技术,但仍然面临着大规模采用的挑战。在接下来的一年里,预计一家或多家大公司会加倍投资,真正推动LoRa发展。

对于授权的LPWAN网络,NB-IoT适用于诸多用例。然而,虽然运营商已经宣布NB-IoT的部署已经完善,但从个人经验来看,网络的地理覆盖、易用性和可靠性仍在进行中。预计2020年将是运营商实现必要的建设以支持广泛应用的一年。

为了充分利用低成本、低功耗的广域网,用户需要相应的无线电传感器(例如LoRa芯片组)才能使用特定的连接技术。随着LPWAN基础设施建设逐步完善,越来越多的公司正在为LoRa和NB-IoT技术研发传感器,这将降低物联网系统的成本。此外,硬件制造通常的网络的组件会变得更便宜、更可靠,并且从构思到生产的时间进程也更快。

但是,大规模物联网系统也会带来一些问题,比如说系统本身的管理。当管理员处理数百、数千甚至数百万台只报告少量数据的设备时,必须主动快速地识别且迅速解决问题。如果没有这样的工具,像更换设备电池和处理有漏洞的设备这样的操作任务可能会失控,仅用于管理系统的人力资本成本就比系统节省的成本高的多。

物联网平台公司正在利用他们建立和管理大型物联网系统的经验,继续开发和完善软件工具,这些工具首先可以缓解问题,其次可以找出问题发生的根源,再次,可为终端客户和终端用户提供有效的解决方案。就像网络和硬件一样,这些工具也变得更普及、更可靠、更便宜。

好了,现在终于可以回答最初的问题了!

物联网的未来是什么?

物联网的未来是数以十亿计的低成本、小型、低功耗的设备,这些设备可以实时洞察每一个对特定组织都很重要的资产、流程和系统。它是无形的,无处不在的。

在未来,物联网将隐藏于生活中。物联网的真正价值在于,当你能够自动访问对业务非常重要的所有方面的实时数据时,就会启用洞察力和自动化。如果不能对组织的各个方面进行实时的了解,就是一件不寻常的事情。数据和见解将在后台流动,永远存在,但却看不见,直到需要人工输入。

人工检查其状态将变得不常见。为什么要被迫记住什么时候需要发出警报?物联网将主要由通知驱动,在正确的时间提醒适当的人做适当的事情。这些通知将包括有效的洞察力(例如:“库存在过去30天里增长了X%,可能需要增加产能”),需要采取的业务行动(例如:“车辆Y需要更换其电池”)和必要的行动,以管理系统本身(例如。“设备Z已停止工作,应接受调查”)。

在未来的5年里,企业物联网将迎来爆炸式增长。技术基本上是中立的。它有它的发展趋势,但最终,这取决于我们如何应用技术。

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。