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  NB-IoT究竟是什麽？

  物聯網的無線通信技術很多，主要分爲兩類：一類是Zigbee、WiFi、藍牙、Z-wave等短距離通信技術;另一類是LPWAN(low-powerWide-AreaNetwork，低功耗廣域網)，即廣域網通信技術。LPWA又可分爲兩類：一類是工作于未授權頻譜的LoRa、SigFox等技術;另一類是工作于授權頻譜下，3GPP支持的2/3/4G蜂窩通信技術，比如EC-GSM、LTECat-m、NB-IoT等。

  NB-IoT是指窄帶物聯網(NarrowBand-InternetofThings)技術。NB-IOT聚焦于低功耗廣覆蓋(LPWA)物聯網(IoT)市場，是一種可在全球範圍內廣泛應用的新興技術。NB-IOT使用License頻段，可采取帶內、保護帶或獨立載波等三種部署方式，與現有網絡共存。

  NB-IoT是新興的物聯網技術，因爲低功耗、連接穩定、成本低、架構優化出色等特點而備受關注，華爲作爲國內研發NB-IoT技術的領軍企業，也頗受科技界關注。

  NB-IOT開發流程

  NB-IoT芯片模組開發流程圖示如下：

  NB-IOT增強技術

  爲了滿足更多的應用場景和市場需求，3GPP在Re-14中對NB-IoT進行了一系列增強技術並于2017年6月完成了核心規範。

  增強技術增加了定位和多播功能，提供更高的數據速率，在非錨點載波上進行尋呼和隨機接入，增強連接態的移動性，支持更低UE功率等級。

  具體如下：

  1、定位功能

  定位服務是物聯網諸多業務的基礎需求，基于位置信息可以衍生出很多增值服務。NB-IoT增強引入了OTDOA和E-CID定位技術。終端可以向網絡上報其支持的定位技術，包括基于OTDOA、A-GNSS、E-CID、WLAN和藍牙等的定位技術，網絡側根據終端的能力和當下的無線環境，選擇合適的定位技術。

  2、多播功能

  爲了更有效地支持消息群發、軟件升級等功能，NB-IoT增強引入了多播技術。多播技術基于LTE的SC-PTM，終端通過SC-MTCH接收群發的業務數據。

  3、數據速率提升

  Rel-14中引入了新的能力等級UECategoryNB2，CatNB2UE支持的最大傳輸塊上下行都提高到2536比特，一個非錨點載波的上下行峰值速率可提高到140/125kbps。

  4、非錨點載波增強

  爲了獲得更好的負載均衡，Rel-14中增加了在非錨點載波上進行尋呼和隨機接入的功能。這樣網絡可以更好地支持大連接，減少隨機接入沖突概率。

  5、移動性增強

  Rel-14中NB-IoT控制面CIoTEPS優化方案引入了RRC連接重建和S1eNBRelocaTIonIndicaTIon流程。RRC連接重建時，原基站可以通過S1eNBRelocaTIonIndicaTIon流程把沒有下發的NAS數據還給MME，MME再通過新基站下發給UE。用戶面CIoTEPS優化方案在無線鏈路失敗時，使用LTE原有切換流程中的數據前轉功能。

  6、更低UE功率等級

  Rel-14在原有23/20dBm功率等級的基礎上，引入了14dBm的UE功率等級。這樣可以滿足一些無需極端覆蓋條件，但是需要小容量電池的應用場景。

  注：本節資料源于中國信息通信研究院CAI。

  NB-IOT産業鏈

  以基礎設施層中的硬件爲例：

  芯片處理企業有：

  1、英特爾

  簡介：英特爾公司(IntelCorporation，NASDAQ：INTC、港交所：4335)，是世界上最大的半導體公司，也是第一家推出x86架構處理器的公司，總部位于美國加利福尼亞州聖克拉拉。

  2、高通

  簡介：高通(Qualcomm)是一家美國的無線電通信技術研發公司，成立于1985年7月，在以技術創新推動無線通訊向前發展方面扮演著重要的角色，以在CDMA技術方面處于領先地位而聞名，而LTE技術已成爲世界上發展最快的無線技術。

  3、東芝

  简介：东芝(Toshiba)，是日本最大的半导体制造商，也是第二大综合电机制造商，隶属于三井集团。公司创立于1875年7月，原名东京芝浦电气株式会社，1939年由东京电气株式会社和芝浦制作所合并而成，业务领域包括数码産品、电子元器件、社会基础设备、家电等。

  4、TI

  简介：德州仪器(TexasInstruments)，简称TI，是全球领先的半导体公司，为现实世界的信号处理提供创新的数字信号处理(DSP)及模拟器件技术。除半导体业务外，还提供包括传感与控制、教育産品和数字光源处理解决方案。TI总部位于美国得克萨斯州的达拉斯，并在25多个国家设有制造、设计或销售机构。

  5、Atmel

  簡介：Atmel公司爲全球性的業界領先企業，致力于設計和制造各類微控制器、電容式觸摸解決方案、先進邏輯、混合信號、非易失性存儲器和射頻(RF)元件。憑借業界最廣泛的知識産權(IP)技術組合之一，Atmel爲電子行業提供針對工業、消費、安全、通信、計算和汽車市場的全面的系統解決方案。

  6、ARM

  簡介：ARM公司是蘋果、Acorn、VLSI、Technology等公司的合資企業。ARM(AdvancedRISCMachines)是微處理器行業的一家知名企業，設計了大量高性能、廉價、耗能低的RISC處理器、相關技術及軟件。技術具有性能高、成本低和能耗省的特點。適用于多種領域，比如嵌入控制、消費/教育類多媒體、DSP和移動式應用等。

  7、英偉達

  簡介：NVIDIA(全稱爲NVIDIACorporation，NASDAQ：NVDA，官方中文名稱英偉達)，創立于1993年1月，是一家以設計智核芯片組爲主的無晶圓(Fabless)IC半導體公司。Nvidia是全球圖形技術和數字媒體處理器行業領導廠商，NVIDIA的總部設在美國加利福尼亞州的聖克拉拉市。

  8、LG集團

  簡介：韓國LG集團于1947年成立于韓國首爾，是領導世界産業發展的國際性企業集團，事業領域覆蓋化學能源、電子電器、通訊與服務等領域。LG是樂喜金星的翻譯LuckyGoldstars的首字母合稱，同時亦涵蓋了企業領域的各種不同品牌形象。

  9、西門子

  簡介：德國西門子股份公司是全球電子電氣工程領域的領先企業，創立于1847年，主要業務集中在工業、能源、醫療、基礎設施與城市四大業務領域。

  10、恩智浦

  簡介：恩智浦半導體(NXPSemiconductors)是全球前十大半導體公司，創立于2006年，先前由飛利浦于50多年前所創立，公司總部位于荷蘭Eindhoven。2016年北京時間10月27日，被高通以約470億美元的企業價值收購。

  11、芯科科技

  简介：SiliconLabs是由NavSooch、DaveWelland和JeffScott在1996年于美国德州奥斯汀(Austin,Texas)成立，专门开发世界级的混合信号器件。今天，公司已成为营运、销售和设计活动遍及世界各地资本额约5亿美元的上市跨国公司，并且在各种混合信号産品领域居于领先地位。

  12、InedaSystems

  簡介：InedaSystems成立于2011年，是一家爲智能手表等可穿戴設備設計低能耗芯片的技術公司。

  13、Movidius

  簡介：Movidius成立于2006年，創始人是愛爾蘭人肖恩·米切爾(SeanMitchell)和大衛·莫洛尼(DavidMoloney)。總部位于矽谷，在羅馬尼亞、愛爾蘭設有分支機構，是一家計算機視覺創業公司，2016年已被英特爾收購。

  傳感器企業有：

  1、恩智浦

  簡介：恩智浦半導體(NXPSemiconductors)是全球前十大半導體公司，創立于2006年，先前由飛利浦于50多年前所創立，公司總部位于荷蘭Eindhoven。2016年北京時間10月27日，被高通以約470億美元的企業價值收購。

  2、Atmel

  簡介：Atmel公司爲全球性的業界領先企業，致力于設計和制造各類微控制器、電容式觸摸解決方案、先進邏輯、混合信號、非易失性存儲器和射頻(RF)元件。憑借業界最廣泛的知識産權(IP)技術組合之一，Atmel爲電子行業提供針對工業、消費、安全、通信、計算和汽車市場的全面的系統解決方案。

  3、TI

  简介：德州仪器(TexasInstruments)，简称TI，是全球领先的半导体公司，为现实世界的信号处理提供创新的数字信号处理(DSP)及模拟器件技术。除半导体业务外，还提供包括传感与控制、教育産品和数字光源处理解决方案。TI总部位于美国得克萨斯州的达拉斯，并在25多个国家设有制造、设计或销售机构。

  4、NationalInstruments公司

  簡介：NI是一家美國的儀器公司。在進行測試、控制和嵌入式設計應用的過程中，全球工程師和科學家設計、原型、發布系統的方式因NI而改變。NI開放的圖形化編程軟件和模塊化硬件，每年幫助25,000多家公司的客戶簡化開發、提高效率，並極大地縮短了上市時間。

  5、libelium

  簡介：Libelium是西班牙知名物聯網科技公司,座落于西班牙工業城市薩拉戈薩市。公司成立于2006年，經過十年的穩步發展已成爲集科技研發，生産，銷售于一體的專業物聯網科技公司，並在國際上享有盛名。

  6、psikick

  簡介：Psikick公司位于夏洛茨維爾，是一家致力于電池芯片研發的公司，其團隊一直在研究名爲亞阈值處理(subthresholdprocessing)的技術。經過多年的試驗，Psikick團隊得以設計出這樣一種片上系統(SoC)，它擁有與市面上或實驗室中同類片上系統相同或更強大的功能，但能耗卻只有前者的百分之一甚或千分之一。

  7、Qualtre

  簡介：Qualtré?成立于2008年，是全球領先的固態、矽MEMS運動傳感器開發商，解決方案應用于各種市場，包括工業，移動，消費和汽車等。Qualtré已經開發了下一代多軸體聲波運動傳感器(BAW)MEMS陀螺儀技術。

  8、美新

  簡介：美新半導體有限公司是一家從事制造、研發和銷售微電子機械集成(MEMS，IC)科技芯片的半電子機械集成(MEMS，IC)科技芯片的半導體企業導體企業。美新公司是全球首家將微機械系統(MEMS)和混合信號處理電路集成于單一芯片的慣性傳感器公司。

  9、Valencell

  简介：Valencell是位于美国北卡莱罗纳州的一家心率传感器公司，是高性能生物识别数据传感器技术创新领导者，公司并不直接面向消费者销售産品，而是授权其PerformTek心率传感技术给各种类型的穿戴设备公司。

  10、petasense

  簡介：Petasense是一家位于美國矽谷的工業物聯網公司。

  11、xerafy

  簡介：xerafy是全球領先的工業RFID金屬標簽供應商。

  12、mcube

  簡介：mcube是一家MEMS運動傳感器的供應商。

  13、moog

  简介：穆格MOOG公司是全球设计，制造和精密运动控制産品和系统集成商。穆格的高性能系统的控制军用和商用飞机，卫星和航天器，运载火箭，导弹，工业机械，风能，海洋应用和医疗设备。

  14、ThingMagic

  簡介：ThingMagic是全球知名的RFID設備制造商，成立于2000年，總部設在美國波士頓，5名公司創始人全部來自麻省理工學院。作爲全球領先的超高頻設備制造商，ThingMagic專注于讀寫器、傳感器和嵌入式系統技術的研發和生産。

  15、SkyeTek

  簡介：SkyeTek公司，這是一家位于美國科羅拉多州提供嵌入式和獨立的超高頻RFID解決方案的OEM設備供應商。

  充電設備企業有：

  配件企業有：

  NB-IOT典型應用

  NB-IoT在畜牧業中的應用

  畜牧業主要分爲圈養和放養，中國的北部和西部邊疆爲主要放牧區，放養的優勢在于牲畜肉質品質高、降低飼料成本等，但是隨之而來的是在牲畜管理上的諸多不便。

  人工放牧是最原始和最直接的辦法，但是人工放牧會有一些弊端：

  人工放養需要專人放養，浪費人力

  人工放養有安全隱患，有被野生動物襲擊的危險

  人工放養不善于系統性管理

  NB-IoT技術的誕生，完美解決一系列困擾：

  NB-IoT能容納通訊基站用戶容量是GPRS的10倍，

  NB-IoT擁有超低功耗，正常通信和待機電流是mA和uA級別，模塊待機時間可長達十年，從出生到宰割都無需更換電池，減少工人工作量。

  NB-IoT擁有更強、更廣的信號覆蓋，真正實現偏遠地區數據正常傳輸。

  NB-IoT技術真正突破GPRS技術的瓶頸，此技術的應運而生，真正的實現了畜牧養殖者之所想，在龐大的畜牧業必定大放異彩。

  NB-IoT在遠程抄表中的應用

  水氣表和我們的生活息息相關，每家每戶都會使用，最原始的方法是，人工上門抄表統計數據. 隨著社會的發展，人工抄表衍生出各種弊端：效率低、人工成本高、記錄數據易出錯、業主對陌生人有戒備心理會無法進門、維護管理困難等。

  而NB-IoT技術的遠程抄表則解決了這一問題;

  NB-IoT遠程抄表在繼承了GPRS遠程抄表功能的同時還擁有海量容量，相同基站通訊用戶容量是GPRS遠程抄表的10倍。

  更低功耗，在相同的使用環境條件下NB-IoT終端模塊的待機時間可長達十年以上

  新技術信號覆蓋更強(可覆蓋到室內與地下室)

  更低的模塊成本，預期的單個連接模塊不超過1美元，以後還會更低.綜上所訴，NB-IoT技術是新時代發展的産物，解決很多之前局限性的問題，未來的物聯行業必將屬于nb-iot，實現人人互聯，萬物互聯。

  NB-IoT在井蓋監控中的應用

  井蓋被盜或者破壞不僅會直接造成公共財産的損失，而且還可能會對附近的行人和車輛造成不可挽回的人身傷害和經濟損失。

  如何排除這些安全隱患成爲當務之急，使用NB-IoT對井蓋進行定位監測管理，可以及時掌握井蓋的狀態信息，並在井蓋移動或者被破壞時利用NB-IoT網絡向服務器發出警報通知管理人員，從而最大程度避的免傷害與損失。

  使用NB-IoT技術進行井蓋監測的優勢

  不再需要人工巡查，數據全部自動傳輸到平台上，節省了大量人力資源。

  NB-IoT能容納通訊基站用戶容量是GPRS的10倍，可满足井盖数量庞大的需求。

  NB-IoT擁有超低功耗，正常通信和待機電流是mA和uA級別，模塊待機時間可長達十年，極大程度的簡化了井蓋監測在後期的維護。

  NB-IoT擁有更強、更廣的信號可覆蓋至室內和地下室，真正在井蓋監測中實現全面覆蓋。

  NB-IoT技術突破GPRS技術的瓶頸，將來必定在無線通信行業中大放異彩。

  NB-IoT在智能家居中的應用(智能鎖)

  爲了提升安全性則需要，智能鎖擁有內置電池，采集各項基本數據，將數據傳輸到服務器，采集到異常數據自動向用戶發出警報。

  由于在智能鎖安裝後不易拆卸，所以要求智能鎖電池使用壽命長;門的位置處于封閉的樓道中，則需要更強的信號覆蓋以確保網絡數據實時傳輸;智能家居終端數量多，必須保證足夠的連接數量;最重要的是在加入以上功能後，還能保證設備成本控制在可接受範圍下。

  使用NB-IoT技術應用于智能家居系統

  NB-IoT擁有低功耗的特點，僅使用兩節AA電池可待機十年，大大減少後期維護成本，

  超強信號覆蓋，可覆蓋室內和地下室，保證了信號穩定性。

  海量的連接，滿足智能家居多個終端同時連接。

  低成本，單個NB-IoT芯片價格低于1美金。

  NB-IoT用于路燈監控

  NB-IoT路燈智能管理系統監控中心是整個路燈監控系統操作、維護、處理、統計、分析和監管的中心。

  监控中心集中数据管理和监控，实现目标锁定、快速查找等操作，支持中心监控分级管理，可设立多个分控中心，网络可分区分片管理，组建大型路灯控制系统; 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，系统能够根据当地情况灵活调整时间控制路灯，全亮、全关、隔杆亮灯;

  采用NB-IoT無線網絡，實現遠程分布式遠程控制;

  路灯故障检测功能，主动上报故障路灯位置; 通信容量大，

  不會擔心路燈過多過于密集導致個體無法通訊的情況。

  NB-IoT在消防系統中的應用(煙感器)

  煙霧傳感器是消防系統的哨兵，可實時檢測煙霧，傳感器檢測到煙霧濃度超標，會發送信息到後台服務器，並啓動警鈴，

  廣播喇叭等相關設備，服務器會自動推送信息到相關人員及部門，實現消防安全智能化。

  在實際應用中按照消防要求，煙感器的安裝分布密集，不方便走線並且成本大。

  使用NB-IoT無線煙感器可避免走線困難的問題,大大節約了安裝成本;

  NB-IoT擁有海量的連接數，同時接入的煙感器可高達到十萬個以上，可滿足海量的煙感器同時接入;

  NB-IoT擁有超低功耗，在待機狀態下可工作十年，極大程度的降低了安裝後的維護成本;

  NB-IoT擁有超強信號覆蓋，可覆蓋至室內和地下室;

  NB-IoT超低成本，芯片估價格低至1美金。

  NB-IoT應用于資産定位追蹤系統

  随着信息化和各种智能终端设备的深入发展，人员及资产定位的需求将持续升温。位置服务领域的应用也呈现出碎片化的特点，如：智慧園區的资产盘点，医疗废弃物跟踪处理，宠物的定位...

  如今市面上跟踪器在广域通信技术绝大部分基于GSM，功耗是个大问题。大芯片面积，高成本，相当低的覆盖等，这种技术恰巧和定位跟踪器需求相悖。而GSM的技术相当落后造成定位跟踪器的産品体验较差，而部分国家GSM已经退网或正在面临退网，从而造成这类産品和技术延续的短缺。

  NB-IoT技術的誕生以及其生來就有低功耗和深度覆蓋屬性正好彌補了傳統通信技術的諸多不足，這對于定位資産追蹤無論是在室內隱秘地段還是室外的區域的物件都可以産生連接。NB-IoT技術，其低功耗，廣覆蓋，低成本，小尺寸等特點使得其將成爲資産追蹤領域不可或缺的通信方式。