分享好友 资讯头条首页 资讯头条分类 切换频道

从摩拜单车看懂不同物联网制式

2017-06-21 08:4267980C114中国通信网
        相比蜂窝网络,物联网的制式复杂而且不断变化,如何非常好的理清不同物联网制式的原理、制式特征以及应用场景,本文试图通过讲述智能车锁的应用进化,进行说明。

首先,我们看看物联网应用的主要业务是什么。LPWA业务的主要特征包括低功耗、低成本、低吞吐率、要求广(深)覆盖且所涉终端数量巨大,其典型应用包含抄表、环境监控、物流、资产追踪等,是全球各运营商争夺连接的主要市场。

那么,承载LPWA类业务的物联网通信技术包括哪些呢。LPWA承载技术包括:基于2/3/4G的物联网技术,如GSMGPRSLTE;基于LTE优化的物联网技术,包含针对成本进行了优化的LTE Cat 1、针对成本与功耗进行了优化的LTE Cat 0及eMTC技术;基于全新空口设计的物联网技术,如NB-IOT;基于非蜂窝承载的技术,如LoRa、Sigfox等。

最后,我们看看如何针对智能单车的智能锁,来区分下几种网络制式之间的区别

第一代摩拜共享单车,车锁内置的是GSM 模块,用户手机扫描车体二维码,大约10秒左右,电机带动和锁鞘“啪”的一声,解锁成功。

GSM 模块的原理是采用短信解锁,智能车锁与插了SIM卡的功能手机类似,10秒左右的解锁时间也正是短信投递的时间。

短信解锁的方式有其优势,开锁比较稳定,开锁不需要通过GPRS/3G流量。

但同时,短信解锁的方式也有很大的劣势,比如锁需要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,而目前GSM终端待机时长(不含业务)仅20天左右,这之间的耗电就需要通过其他方式转化为电能为其充电。

接下来共享单车的开锁速度有了明显提升,这主要是采用了由服务器通过GPRS/3G流量开锁的方式。

GPRS开锁的好处是等待时间明显剪短,从短信开锁的10秒左右,变成了3秒内开锁,提升了用户体验。而且随着网络流量价格的降低,在频繁使用过程中要比短信更便宜,获取的信息量也更大。

GPRS开锁的劣势是,GPRS信号覆盖并不是全方位的,一旦有了遮挡或者阻碍物,就会产生信号黑点,而且相比其他网络制式,GPRS网络的死角还相当多。

如果采用3G或者4G模块的话,解决了信号覆盖的问题,但是4G通信模块成本过高,一般需要200元人民币以上。随着物联网的兴起,虽然国内已经有多家蜂窝通信模块厂商,但现有蜂窝通信技术的高功耗、高成本的硬伤,还是不如其他制式更有优势。

蓝牙开锁的原理是通过业务层校验,手机下载指令加密包,再将包发送到蓝牙,从而完成解锁的。是让手机跟车锁直接交互的一种短距连接方式。

单纯的蓝牙解锁有大量的弊端,首先各家手机商(这里主要指安卓手机)蓝牙的芯片版本兼容太差,华为能开的话,魅族和小米不一定,何况市场上数十种安卓手机,同样是华为的在不同的版本都有兼容问题,目前的主要原因是因为采购的蓝牙芯片差异太大。

拿小蓝小鸣单车为例,除了IOS系统外,失败率高达80%,而且蓝牙的故障率相对较高。

蓝牙解锁的优点是,可以通过蓝牙辅助流量开锁。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,开锁不稳定、开锁时间慢、耗电等所有问题都可以得以解决。

当然蓝牙解锁的很大问题是,用户需要手动打开蓝牙,并能够准确定位对应的车辆才行。

5月23日,国内开启首个 eMTC/NB-IoT/GSM(LTE Cat M1/NB1和E-GPRS)多模外场测试,摩拜单车参与了多模LTE IoT外场测试。

eMTC/NB-IoT聚焦于低功耗广覆盖(LPWA)物联网(IoT)市场,是一种可在全球范围内广泛应用的新兴技术。

我们先看一下其与上述几种物联网制式相比,显著的优势。

一是低功耗,软件方面可以通过物理层优化、新的节电特性、高层协议优化及操作系统优化实现;硬件实现低功耗可通过提升集成度、器件性能优化、架构优化等几种方式。最终的效果是,终端电池寿命理论状态将可以达到10 年。

二是低成本,相较于3G模组20美金成本,多模LTE IoT模组通过规模商用将使成本减半。目前NB-IoT芯片在—百万左右量产级别上,价格为5美元/个,在千万到亿量产级别上价格可以下降至1美元/个。同时,运营商模组补贴的政策也将大大降低产品价格,芯片和模组的成本在短期内会降低,从而替代传统的GSM、GPRS通讯模组场景,加速应用的落地。

三是广深覆盖,NB-IoT 覆盖半径约是GSM/LTE 的4 倍,eMTC覆盖半径约是GSM/LTE 的3 倍。

四是海量终端连接,eMTC/NB-IoT经过优化,基本可以达到5 万连接数/ 小区。

当然,摩拜单车选择eMTC/NB-IoT制式组网,也有显著的劣势。最直接的表述,就是小马拉大车。

NB-IoT更多适用于抄表等业务。在共享单车上部署NB-IoT有些挑战,基站的切换与耗电并没有比2G好很多,也并不优于eMTC。其NB-IoT对数据速率支持较差,移动性弱,在实测环境中,无法满足超过30km/小时的速度。对于共享汽车,甚至快递业使用,都可能会产生制约。

考虑网络的延时性、基站切换、功耗等因素,共享单车更适合于eMTC应用,但共享单车没有对大带宽的需求。从带宽供需角度看,共享单车并不需要1Mbps速率,eMTC看上去似乎也不太适合共享单车的应用。

因此,联合组网也许是个不错的方式,未来有更多的应用场景,也将使用到NB-IoT与eMTC互补,甚至需要短距连接互补的方式。综上所述,通过NB-IoT与eMTC互补+2G与eSIM结合,才能满足摩拜的多场景应用需求。

通过摩拜单车智能车锁的故事我们看到,未来组网方式并不是非此即彼的选择,同时不同垂直行业,不同应用场景下,对网络制式的选择还有很长的路需要摸索。随着产业的发展,并没有所谓完美的解决方案出现,适用于2G/NB-IoT/eMTC多种连接技术的多模蜂窝物联网模块,也许会成为短期内行业主流。

举报
收藏
打赏
评论 0
让人工智能更好为智慧城市建设服务
智慧城市建设正在我国不少城市迅速开展。随着人工智能技术不断取得新突破,越来越多的城市将人工智能技术融入智慧城市建设。不过,由于智慧城市建设刚刚起步,在网络安全、政策法规、数据共享等方面仍然存在一些短板。因此,将人工智能技术融入智慧城市建设也面临一些亟待解决的问题。

0评论2018-04-201850

福州:数字“大脑”显神威 城市治理智能化
如今,空气、水质和噪声等环境要素自动监测,机动车尾气检测智能化建设,重点企业远程在线监控等数字手段,正在提高我市环保信息化水平和监管执法水平,为污染防治、节能减排等业务提供更智慧的决策。

0评论2018-04-194189

联想创投宋春雨:智能互联网时代将诞生下一个BAT式的伟大公司
人工智能技术被很多人认为是黑科技,联想集团副总裁、联想创投集团合伙人宋春雨则通过解读联想创投的投资逻辑,然后以更广阔、更深入的视角来看人工智能。物联网、云计算、大数据算法等构成人工智能的五大关键赋能要素,将在人工智能时代共同作用来颠覆传统行业、给传统行业赋能。

0评论2018-04-183289

2018中国物联网CEO千人大会六大亮点分析
过去20年的互联网是‘人联网’,未来20年的互联网是‘物联网’。互联网的下半场是将整个物理世界数字化,零售、物流、制造、道路、汽车、森林、河流、厂房……甚至一个垃圾桶都会被抽象到数字世界,连到互联网上,实现“物”“物”交流,“人”“物”交互。

0评论2018-04-16708

智慧食安即将到达战场——北京智慧城市升级食品安全监督链
2017年,北京市推行的“后厨公开”已超额完成当年的全年目标。在已实现公开的1.7万余家餐厅中,包括中小学校食堂726家,托幼机构食堂573家,养老机构食堂143家,中央厨房45家,集体用餐配送单位105家,以及近1.6万家其他类型餐饮服务单位,其中有182家是餐饮老字号企业旗下的门店。

0评论2018-04-112076

智慧城市 让城市服务高效便捷
河北迎来智慧城市发展机遇

0评论2018-04-105888

发改委明确新型城镇化年度重点任务 分级分类推进新型智慧城市建设成抓手
通知还强调,推动公共资源向农村延伸。把公共基础设施建设的重点放在农村,加快农村公路、供水、供气、环保、电网、物流、信息、广播电视建设,进一步提高农村饮水安全保障程度,加大农村“厕所革命”推进力度。

0评论2018-04-032448

物联网设备威胁风险无处不在 安全防护不容忽视
据绿盟科技分享案例显示,大量物联网设备存在弱口令和已知漏洞风险,已有上万家庭摄像头被破解,不法分子在网络传播和出售家庭隐私视频和照片。而对于生产物联网设备的企业来说,将面临法律风险和商业损失。

0评论2018-04-02751

阿里巴巴进军智能地产,携手合景泰富打造智能生活闭环
日后通过借助阿里在智能交互、大数据、电商、物流、金融、支付、信用等方面的强大资源,提供更多种类的用户服务类别,推动增值类服务更加便利地实现,打造更互联网化的智慧社区平台、更综合化的服务管理系统和更成熟的服务标准化体系。

0评论2018-04-021672