基于NB—IoT技術(shù)的智慧城市應用研究

馬培才

摘 要：本文介紹了窄帶物聯(lián)網(wǎng)NB-IoT的特點及關(guān)鍵技術(shù)，并結(jié)合智慧城市的建設(shè)需求及場景，分析了NB-IoT技術(shù)在智慧城市中的典型應用。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；NB-IoT；智慧城市

一、概述

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧城市是人類城市建設(shè)的延續(xù)，是繼工業(yè)城市、信息城市、數(shù)字城市后的更高階段發(fā)展。智慧城市的基礎(chǔ)是高速無線信息化基礎(chǔ)設(shè)施、物聯(lián)網(wǎng)和傳感器技術(shù)，其傳感經(jīng)絡是以互聯(lián)網(wǎng)、無線通信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、傳感器網(wǎng)絡等多網(wǎng)融合；其傳輸神經(jīng)中樞包含智能技術(shù)、云計算、數(shù)據(jù)挖掘、模糊識別等，內(nèi)容主要涉及智慧生活、智慧醫(yī)療、智慧校園、智慧服務、智慧經(jīng)濟、智慧管理、智慧技術(shù)、智慧產(chǎn)業(yè)等，是城市發(fā)展的新形態(tài)和新模式。總的來說，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧城市是城市化進程中，實現(xiàn)人與城市、環(huán)境、自然間有機融合、協(xié)同發(fā)展的更高層次。

二、NB-IoT介紹

NB-IoT特點：

基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)（Narrow Band Internet of Things，NB-IoT）成為萬物互聯(lián)網(wǎng)絡的一個重要分支。NB-IoT構(gòu)建于蜂窩網(wǎng)絡，只消耗大約180KHz的帶寬，可直接部署于GSM網(wǎng)絡、UMTS網(wǎng)絡或LTE網(wǎng)絡，以降低部署成本、實現(xiàn)平滑升級。NB-IoT是IoT領(lǐng)域一個新興的技術(shù)，支持低功耗設(shè)備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接，也被叫作低功耗廣域網(wǎng)（LPWA）。NB-IoT支持待機時間長、對網(wǎng)絡連接要求較高設(shè)備的高效連接。NB-IoT設(shè)備電池壽命可以提高至至少10年，同時還能提供非常全面的室內(nèi)蜂窩數(shù)據(jù)連接覆蓋。

NB-IOT聚焦于低功耗廣覆蓋（LPWA）物聯(lián)網(wǎng)（IOT）市場，是一種可在全球范圍內(nèi)廣泛應用的新興技術(shù)。其具有覆蓋廣、連接多、速率低、成本低、功耗低、架構(gòu)優(yōu)等特點。NB-IOT使用License頻段，可采取帶內(nèi)、保護帶或獨立載波三種部署方式，與現(xiàn)有網(wǎng)絡共存。

三、智慧城市典型應用

1.智慧停車

智慧停車解決方案采用NB-IoT技術(shù)，優(yōu)勢眾多。首先，在成本方面，車輛檢測器可直接上報給運營商無線網(wǎng)絡，無需匯聚網(wǎng)關(guān)，整體成本（設(shè)備成本、部署成本、維護成本）下降30%左右。其次，部署便捷，車輛檢測器即插即用，安裝施工簡單，無需網(wǎng)絡技術(shù)人員支持，后續(xù)智能車位擴容簡單，不用考慮網(wǎng)絡兼容性的問題。同時，采用手機APP及停車管理數(shù)據(jù)平臺，可以為城市居民提供統(tǒng)一的智慧停車服務，方便居民的使用，節(jié)省管理成本。智慧停車解決方案主要包括兩個獨立的部分，路側(cè)開放停車場解決方案和基于區(qū)域過道攝像頭的反向?qū)ぼ嚪桨浮?/p>

2.遠程抄表

水氣表和我們的生活息息相關(guān)，每家每戶都會使用，最原始的方法是，人工上門抄表統(tǒng)計數(shù)據(jù)。隨著社會的發(fā)展，人工抄表衍生出各種弊端：效率低、人工成本高、記錄數(shù)據(jù)易出錯、業(yè)主對陌生人有戒備心理會無法進門、維護管理困難等。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(huán)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(shù)信號覆蓋更強（可覆蓋到室內(nèi)與地下室）。

3.消防系統(tǒng)

煙霧傳感器是消防系統(tǒng)的哨兵，可實時檢測煙霧，傳感器檢測到煙霧濃度超標，會發(fā)送信息到后臺服務器，并啟動警鈴，廣播喇叭等相關(guān)設(shè)備，服務器會自動推送信息到相關(guān)人員及部門，實現(xiàn)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，不方便走線并且成本大。使用NB-IoT無線煙感器可避免走線困難的問題，大大節(jié)約了安裝成本；NB-IoT擁有海量的連接數(shù)，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(tài)下可工作十年，極大程度的降低了安裝后的維護成本；NB-IoT擁有超強信號覆蓋，可覆蓋至室內(nèi)和地下室。

4.路燈監(jiān)控

NB-IoT路燈智能管理系統(tǒng)，監(jiān)控中心是整個路燈監(jiān)控系統(tǒng)操作、維護、處理、統(tǒng)計、分析和監(jiān)管的中心。監(jiān)控中心集中數(shù)據(jù)管理和監(jiān)控，實現(xiàn)目標鎖定、快速查找等操作，支持中心監(jiān)控分級管理，可設(shè)立多個分控中心，網(wǎng)絡可分區(qū)分片管理，組建大型路燈控制系統(tǒng)；自定義控制策略，分時間段控制道路兩側(cè)路燈全亮、全關(guān)、隔桿亮燈，系統(tǒng)能夠根據(jù)當?shù)厍闆r靈活調(diào)整時間控制路燈，全亮、全關(guān)、隔桿亮燈；采用NB-IoT無線網(wǎng)絡，實現(xiàn)遠程分布式遠程控制；路燈故障檢測功能，主動上報故障路燈位置；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。

5.井蓋監(jiān)控

目前大部分城市都是人工巡檢來管理，但是井蓋數(shù)量龐大，人工巡檢效率有限，往往無法及時準確的獲取井蓋狀態(tài)信息，從而導致各類安全隱患。井蓋被盜或者破壞不僅會直接造成公共財產(chǎn)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(jīng)濟損失。如何排除這些安全隱患成為當務之急，使用NB-IoT對井蓋進行定位監(jiān)測管理，可以及時掌握井蓋的狀態(tài)信息，并在井蓋移動或者被破壞時利用NB-IoT網(wǎng)絡向服務器發(fā)出警報通知管理人員，從而最大程度避的免傷害與損失。送給值守人員，便于他們快速定位、及時到場抽水排水，以防發(fā)生安全事故。

四、結(jié)束語

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是信息技術(shù)領(lǐng)域的一大變革，在智慧城市的發(fā)展中發(fā)揮著十分重要的作用，借鑒上述建設(shè)對策，結(jié)合我國城市實際情況，科學、合理地推廣相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，推進我國智慧城市建設(shè)步伐不斷前進。我們有理由相信，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用的日趨成熟，其必將更好地服務于我國智慧城市的建設(shè)發(fā)展。

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