關(guān)于NBIoT和GPRS的應(yīng)用總結(jié).doc

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主要IOT技術(shù)要求與市場業(yè)務(wù)分布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。NB-IoT使用授權(quán)頻段基于運(yùn)營商全球覆蓋最為廣泛的網(wǎng)絡(luò)可直接部署于GSM網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)或LTE網(wǎng)絡(luò)，享有更好的服務(wù)。LoRa的誕生比NB-IoT要早些，LoRa工作在非授權(quán)頻段，故不需要額外付費(fèi)，LoRa協(xié)議比NB-IoT更簡單，更容易開發(fā)，相對成本少。LoRa節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)具體應(yīng)用場景需求進(jìn)行或長或短的睡眠，電池壽命更長GPRS是通用分組無線服務(wù)技術(shù)的簡稱。對于分組交換模式，用戶只有在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)期間才占用資源，這意味著多個用戶可高效率地共享同一無線信道，從而提高了資源的利用率，相對鏈接時間長支付費(fèi)用卻低。GPRS可提供高達(dá)115kbps的傳輸速率，傳輸速率高?？偨Y(jié)：IoT領(lǐng)域并沒有一個沒有爭議的選擇，每一個應(yīng)用場景都有自己獨(dú)特的需求和考慮。NB適合的業(yè)務(wù)，在于低頻次的業(yè)務(wù)，最好是一天通信一次，其余時間最好能夠休眠或者關(guān)機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)低功耗，乃至網(wǎng)絡(luò)容量的擴(kuò)大。?從這個角度來說，NB適合三表(燃?xì)獗?，水表，熱力?，垃圾桶監(jiān)控，窨井蓋監(jiān)控，煙感監(jiān)控，路燈監(jiān)控，等等供電不方便，并且是不需要高頻次通信的場合。?至于GPS定位跟蹤之類的產(chǎn)品，我們還是優(yōu)先選擇GPRS網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用： GPRS屬于長距離通訊，歷史比較久遠(yuǎn)，除了手機(jī)通訊以外，包括POS機(jī)、共享單車、車載GPRS等移動應(yīng)用均有較廣的使用。是第二代的數(shù)字通信系統(tǒng)，以及之后的升級3G、4G、5G等。NB-IOT屬于中遠(yuǎn)距離通訊技術(shù)，工作頻率在433MHz~912MHZ，有效通訊距離應(yīng)該在5~10公里以內(nèi)。是這兩年由華為等通訊服務(wù)商牽頭的標(biāo)準(zhǔn)，獲得國家的支持，主要面向于物聯(lián)網(wǎng)、智能家居應(yīng)用，以及電表水表電網(wǎng)等國家基礎(chǔ)設(shè)施上使用。兩者均基于蜂窩技術(shù)實(shí)現(xiàn)廣域無線網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)，且均由通訊運(yùn)營商鋪設(shè)無線基站。簡單來說，NB-IOT與GPRS最大的區(qū)別在于，NB功耗遠(yuǎn)低于GPRS，這樣可以解決很多應(yīng)用領(lǐng)域供電麻煩，比如煙感報警器、電網(wǎng)故障檢測儀、各類家居傳感器&控制器、區(qū)域內(nèi)物體移動監(jiān)測（手環(huán)）、工業(yè)流水線監(jiān)測等。但NB也有自身的缺陷就是傳輸速率比GPRS要低，這是其技術(shù)的局限，所以并不能適合用于有高速率要求的領(lǐng)域，比如IPCamera、藍(lán)牙音響、手機(jī)通訊等。GPRS通訊模塊：?1，是GSM的一種移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，是2G移動通信的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。2，傳輸速率為幾十kbps3，永遠(yuǎn)在線，不會被呼入的電話打斷4，模塊啟動電流較大，典型供電電壓3.8v，4.0V，4.2V，約2A，5，模塊價格￥20-30GPRS供電電路要求： GSM/GPRS模組供電設(shè)置在3.8V/2A的規(guī)格主要考慮點(diǎn)：1、一般模組供電電壓最小3.4~4.2V，有3-400mV跌落電壓要求；2、一般模組正常工作電流0.8A左右，撥號瞬間會有持續(xù)幾秒鐘1.8A左右的脈沖電流。因此，ISL91107IR在0.8A左右轉(zhuǎn)換效率最高，1.8A脈沖電流需要C9、C10提供一部分能量，同時盡量使模組供電電壓盡可能最小，降低整個功率輸出。GPRS(SIM868、SIM808)模塊采用單電源供電，VBAT供電范圍3.2～4.2V之間，推薦電壓為4.0V，模塊射頻發(fā)射時會導(dǎo)致電壓跌落，這時電流的峰值最高會達(dá)到2A以上，因此電源供電能力盡可能達(dá)到2A，并建議VBAT引腳并接大電容（電容根據(jù)供電IC輸出能力確定）。電源芯片選擇上需要注意，如果外部輸入電壓與VBAT壓差很大，建議選擇開關(guān)電源,當(dāng)選用DC-DC時需注意EMI干擾，建議串接磁珠以備調(diào)整；如果外部輸入電壓與VBAT壓差不大，最好選用LDO。客戶的產(chǎn)品需要過TA、CE、FCC等認(rèn)證，推薦選擇LDO供電。為了增強(qiáng)模塊電源抗干擾能力（主要抗浪涌，脈沖群，靜電等），不至于在外界環(huán)境比較惡劣的情況下導(dǎo)致模塊供電異常，建議根據(jù)實(shí)際應(yīng)用在外部電源輸入端加一些共模電感、TVS管等器件，在VBAT供電芯片輸出端加一些nf、pf級電容，濾除干擾。電源隔離設(shè)計(jì)，從圖3-1中可以看出，在GPRS模塊的工作過程中，存在瞬間大電流的情況，導(dǎo)致電壓波動，產(chǎn)生開關(guān)噪聲，這些是GSM移動通信制式的固有特性。這種噪聲會影響GPRS模塊以外的電路，特別是模擬信號，以及音頻處理電路。為了規(guī)避這種噪聲，需要將GPRS模塊的電源和其它電路的電源做隔離處理。隔離措施可以是DC-DC或者LDO電路，或者電感搭建的LC濾波電路。隔離電路可以參考如下原理示意圖3-5。DC-DC或者LDO，建議使用額定輸出電流峰值大于2A的電路。LC濾波電路中，電感L建議使用10μH，額定電流大于1.2A的線繞功率電感。參考電路網(wǎng)址，：https://blog.csdn.net/SharpQian/article/details/56013401 GPRS在電力系統(tǒng)抄表中的應(yīng)用電力抄表的場景分為用戶側(cè)通信和配網(wǎng)通信系統(tǒng)。電力負(fù)荷監(jiān)控系統(tǒng)頻段采用230MHz+1.8GHz的TD-LTE專網(wǎng)。用戶電表的遠(yuǎn)程抄表采用過很多技術(shù)，包括GPRS、3G、LTE、PLC、Zigbee、433MHz等等，抄表頻率的目標(biāo)是15分鐘一次采集和上傳，每天96個點(diǎn)，以便實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的在線監(jiān)測控制。中國等居住集中的地方主要是采用集中式抄表，主要有電力光纖集抄和GPRS集抄(占比超過50%)，歐美等居住分散的地方主要采用獨(dú)立抄表。由于電力抄表供電不是問題，數(shù)據(jù)量相對較大，目前尚未體會到電力抄表利用NB-IoT的迫切需求。 NB-IOT1，NB-IoT，即窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NarrowBandInternetofThings）?？芍苯硬渴鹩贕SM網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)或LTE網(wǎng)絡(luò)，部署成本低。2，一種新興技術(shù)，覆蓋面積廣，低功耗廣域網(wǎng)。3，資費(fèi)低，未來可能取代GPRS，NB-IoT比LTE和GPRS基站提升了20dB的增益，期望能覆蓋到地下車庫、地下室、地下管道等信號難以到達(dá)的地方。4，模塊價格預(yù)計(jì)5美元。應(yīng)用領(lǐng)域：區(qū)別：　　共點(diǎn)一：GPRSDTU與NB-IotDTU作為不同網(wǎng)絡(luò)制式的DTU，其工作原理和功能都是一樣的，都是實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備在戶外與遠(yuǎn)程服務(wù)器雙向透明傳輸數(shù)據(jù)?！　」颤c(diǎn)二：應(yīng)用領(lǐng)域大致相同，甚至可以無縫切換。GPRSDTU與NB-IotDTU都適用于對傳輸速率要求不高的工業(yè)現(xiàn)場領(lǐng)域?！　PRSDTU與NB-IotDTU的區(qū)別 　　第一，NB-IotDTU的網(wǎng)絡(luò)覆蓋更強(qiáng)。NB-Iot在室內(nèi)的覆蓋能力很強(qiáng)，比GSM增強(qiáng)20dBm增益，相對應(yīng)的在在覆蓋區(qū)域的范圍上比GPRS提升了100倍。網(wǎng)絡(luò)覆蓋的增強(qiáng)在農(nóng)村，廠區(qū)，地下場所的部署上有很大優(yōu)勢?！　〉诙?，NB-IotDTU具有更強(qiáng)的鏈接能力。舉例說明，如果使用相同的基站，NB-IotDTU比傳統(tǒng)的GPRSDTU提高50-100倍的設(shè)備接入量。在實(shí)際應(yīng)用中接入設(shè)備數(shù)的優(yōu)勢有極大作用?！　〉谌?，NB-IotDTU具有更低的功耗。超低功耗在工業(yè)應(yīng)用中是非常重要的，NB-Iot比GPRS擁有更低的功耗，它的電池可以待機(jī)5-10年不用更換，在一些需要長時間不能更換電池的場所，NB-IotDTU可以說是極佳的選擇?！　〉谒?，NB-IotDTU具有更低的成本。目前在山東電信已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了NB-Iot99%的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，而且這一趨勢正在向全國擴(kuò)展。NB-IotDTU的低成本想體現(xiàn)在它可以跟傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)共用基礎(chǔ)設(shè)備，不需要重建;在資費(fèi)方面，NB-Iot的一年費(fèi)用才30元錢左右。　　第五，NB-IotDTU具有更好的市場前景。GPRS已經(jīng)面世很久，在國外很多國家地區(qū)面臨逐步淘汰的現(xiàn)狀。NB-IotDTU擁有更好的前景。