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NB-IoT基站是如何实现通信的?

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物联网在中国发展迅速,窄带物联网技术NB-IoT是现阶段三大运营商最受关注的物联网技术。中国政府也一直支持NB-IoT的发展应用。近日,工信部重磅发文:加快推进我国NB-IoT标准、设备、芯片、模块、测试、应用和网络发展。


一、NB-IOT物联网网络组成有哪些呢?



包括NB-IOT终端、NB-IOT基站、NB-IOT分组核心网、物联网连接管理平台和工业应用服务器。要发展NB-IOT网络,就要升级现有网络基站以支持NB-IOT服务,部署专用于NB-IOT服务的EPC(CloudEdge),并部署新的物联网连接管理平台。


基站

物联网连接管理平台功能:为各种传感器和SIM卡提供数据采集和管理功能,可以将数据开放给第三方应用系统,让各种应用快速搭建自己的物联网服务。


二、什么是NB-IOT基站?


NB-IOT基站是构成移动通信蜂窝小区的基本单元,主要完成移动通信网络与UE之间的通信和管理功能。换句话说,通过运营商网络连接的NB-IOT用户终端设备必须在基站信号的覆盖范围内才能通信。


基站不是孤立存在的,而是网络架构的一部分,是连接移动通信网络和UE的桥梁。基站通常由机房、信号处理设备、室外射频模块、接收和发送信号的天线、GPS和各种传输电缆组成。


三、NB-IOT物联网基站是如何通信的呢?


通过COAP协议或UDP协议链接:

COAP协议:MCU(NB设备)-NB模块(UE)-eNode-核心网-物联网平台-APP服务器-移动终端应用

UDP协议:MCU(NB设备)-NB模块(UE)-eNode-核心网-UDP服务器-移动终端


数据上报作为物联网应用过程中最基本的一环,有5大步骤实现数据上报流程:


数据传输流程

1、数据采集

南侧设备采集数据,按照自定义规则进行编码,例如:将温湿度实时数据编码为000102;

2、设备编码

设备将编码后的数据通过串口以AT命令的形式发送给NB-IoT模块或SoftRadio模拟器,

3、自动封装

NB-IoT芯片/模块或SoftRadio仿真器收到AT命令后,会自动将净荷封装成CoAP协议报文发送给预配置物联网平台;

4、数据收集

物联网平台收到数据后,会自动解析CoAP协议包,根据设备配置文件找到匹配的编解码器插件,解析负载,解析成与设备配置文件中描述的业务匹配的json数据;

5、数据获取

应用服务器通过北向数据查询接口(RESTful)获取平台上的数据。同时,也可以提前调用订阅接口订阅数据变更,然后平台会向所有数据变更发送POST消息。


四、总结


NB-IoT解决方案的价值在于覆盖范围广、深度大、功耗低、成本低、连接量大。由于它是在LTE的基础上开发的,所以可以通过使用许可的频段将其叠加到现有的2G/3G/LTE蜂窝网络上。


基于NB-IoT标准的优势和市场应用趋势可以看出,NB-IoT的商用条件已经成熟,整个产业链马上就会被触发。运营商、设备供应商、芯片制造商和终端制造商都在为商用做准备。


NB-IoT的应用场景和市场极其广泛和分散,涵盖智慧城市(智慧电表、智慧水表、智慧路灯)、智慧交通、智慧环境、SMAR能源灯、智能插座等)、消费电子、物品跟踪、工业控制、农业监测、安全和零售等领域预计将颠覆传统行业。但是,在前进的过程中,要打破各行业进入壁垒的“隐形”壁垒并非易事。同时,要建立NB-IoT商业模式,如何加快合作伙伴生态圈的建立,解决互操作性和一致性问题,也是一个持续的考验。


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