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物联网开发之NB-IoT协议
发布时间:2020-01-13
来源: 昱皓软件
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什么是NB-IoT协议

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。NB-IoT构建于蜂窝网络,只消耗大约180kHz的带宽,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,以降低部署成本、实现平滑升级。

NB-IoT无疑是老大哥,性价比超高的它目前已经在全国大规模商用,并且只需一节电池设备就可以工作十年。共享单车上基本使用的都是NB-IoT模块来进行开锁服务。

NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至少10年,同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。

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领先技术优势


低功耗:10年超长待机;

强连接:5万用户 单小区单载波支持;

深覆盖:与2G比较 多穿一堵墙;

高安全:数据安全 双向鉴权 空口严格加密。


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终端节电模式


PSM(Power Saving Mode)模式

终端非业务期间深度休眠,不接收下行数据,只有终端主动发送上行数据(MO Data)时可接收IoT 平台缓存的下行数据 ,适合对下行数据无时延要求的业务;终端设备功耗低,采取电池供电方式,如抄表业务。



eDRX(enhanced Discontinuous Reception)模式

终端设备兼顾低功耗和对时延有一定要求的业务,在每个eDRX周期内,只有在设置的寻呼时间窗口内,终端可接收下行数据,其余时间终端处于休眠状态,不接收下行数据,该模式可在下行业务时延和功耗之间取得平衡,如远程关闭煤气业务。


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NB-IoT行业解决方案


安防维稳:一键报警,大大降低突发事件带来的伤害;

基础设施:智慧照明、智慧井盖、智能充电等;

智慧停车:用物联网技术,解决城市停车难题;

智能抄表:电表、气表集抄新方式,让电费、气费稽核轻松无忧;

智能监控:4G智能摄像机,主要应用于临时监控场景;

智慧网络:NB-IoT网络无盲区覆盖,网络质量有保障。

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协议标准


NB终端采用coap协议停止上下行数据的交互,采用LWM2M协议管理终端。其中,LWM2M是coap的上层应用协议。NB模组需求支持LWM2M和coap协议,终端直接调用AT指令即可停止数据的传输。


B-IOT网络包括NB-IOT终端,NB-IOT基站,NB-IOT分组核心网,IOT衔接办理渠道,和职业使用效劳器。

NB-IoT基站通过以下两种协议来链接基站:

COAP协议:MCU(NB设备)—NB模块(UE)--eNode—核心网—IOT渠道—APP 效劳器—手机终端app

UDP协议:MCU(NB设备)—NB模块(UE)--eNode—核心网—UDP 效劳器—手机终端。

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NB-IoT设备

和常见的TDU设备类似,NB-IoT设备也采用串口与MCU直接进行通信。CoAP 是受限制的应用协议(Constrained Application Protocol)的代名词。在当前由PC 机组成的世界,信息交换是通过TCP 和应用层协议HTTP 实现的。但是对于小型设备而言,实现TCP 和HTTP 协议显然是一个过分的要求。为了让小设备可以接入互联网,CoAP 协议被设计出来。CoAP 是一种应用层协议,它运行于UDP 协议之上而不是像HTTP 那样运行于TCP 之上。CoAP 协议非常小巧,最小的数据包仅为4 字节。

  在此模式下,用户的终端设备,可以通过本模块发送请求数据到指定的CoAP 服务器,然后模块接收来自CoAP 服务器的数据,对数据进行解析并将结果发至串口设备。用户不需要关注串口数据与网络数据包之间的数据转换过程,只需通过简单的参数设置,即可实现串口设备向CoAP 服务器的数据请求。

  CoAP 一般用来接入一些物联网平台,目前支持华为的物联网云平台,可以将数据发送到云平台后,通过云平台提供的接口用户自己开发自己的应用程序。

  虽然支持双向数据透传,但是和传统2G 网络有所不同,为节省电量,模块随时可以向服务器发送数据,但是服务器并不能在任何时候将数据发往串口,该说明仔细阅读低功耗模式章节,这也是NB-IoT 网络的所具有的特点。



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