基于NB-IOT智慧小區(qū)實(shí)現(xiàn)方案

摘要：現(xiàn)階段，人與人之間的通信已經(jīng)逐漸趨于飽和，而物與物以及人與物之間的通信方興未艾，巨大的市場需求推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展。作為新一代信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高度集成和綜合運(yùn)用，物聯(lián)網(wǎng)是新一輪產(chǎn)業(yè)革命的重要方向和推動(dòng)力量，對于培育新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)、推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級具有重要意義。窄帶物聯(lián)網(wǎng)作為物聯(lián)網(wǎng)的一大分支在社會(huì)事業(yè)和城市管理等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。該文主要分析了窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧小區(qū)的應(yīng)用，以供參考。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);窄帶物聯(lián)網(wǎng);智慧小區(qū)

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號：1009-3044（2020）08-0231-02

物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用拓展，與其說物聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)，不如說物聯(lián)網(wǎng)是業(yè)務(wù)和應(yīng)用。因此應(yīng)用創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心，以用戶體驗(yàn)為核心的應(yīng)用創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的靈魂。物聯(lián)網(wǎng)及移動(dòng)泛在技術(shù)的發(fā)展，使得技術(shù)創(chuàng)新形態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變，以用戶為中心、以社會(huì)實(shí)踐為舞臺(tái)、以人為本的創(chuàng)新形態(tài)正在顯現(xiàn)，它將改變?nèi)藗兩畹姆椒矫婷?，萬物互聯(lián)的時(shí)代正以極其迅速的腳步走進(jìn)我們的生活。

1 物聯(lián)網(wǎng)及窄帶物聯(lián)網(wǎng)概述

1.1物聯(lián)網(wǎng)（IOT）概述

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）是通過射頻識(shí)別RFID紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物體與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。其實(shí)質(zhì)就是物物互聯(lián)的互聯(lián)網(wǎng)，這有兩層意思，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)，第二，其用戶端延伸和擴(kuò)展到任何物品和物品之間進(jìn)行信息交換和通訊。

從物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用類型市場分析看，低速率業(yè)務(wù)占比達(dá)到60%以上，所以低功耗廣域網(wǎng)將是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要方向。低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化過程中可以分為基于授權(quán)頻段和基于非許可頻段兩種技術(shù)，兩種技術(shù)各有利弊，根據(jù)我國正式商用情況，基于授權(quán)頻段是主流，它可以避免干擾，還可以部署在運(yùn)營商現(xiàn)有的2G/3G/4G網(wǎng)絡(luò)，與現(xiàn)有網(wǎng)兼容，組網(wǎng)快捷維護(hù)方便。

窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IOT）就是基于授權(quán)頻段的窄帶蜂窩通信LPWAN（低功耗廣域網(wǎng)）技術(shù)，廣泛應(yīng)用于低速率物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)中。

1.2窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IOT）概述

NB-IOT構(gòu)建于蜂窩網(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)以降低部署成本，實(shí)現(xiàn)平滑升級，它支持低功耗設(shè)備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接。2016年6月NB-IOT R核心協(xié)議凍結(jié)，為正式商用奠定了基礎(chǔ)。

窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IOT）的特性：

（1）廣覆蓋：NB-IOT技術(shù)能實(shí)現(xiàn)比GSM20dB以上的覆蓋增益，覆蓋面積擴(kuò)大100倍，在地下車庫、地下管道也能覆蓋到。（2）大連接：NB-IOT單扇區(qū)支持5萬個(gè)連接，比現(xiàn)網(wǎng)高50倍以上。（3）低功耗：NB-IOT終端如每天發(fā)送一次200Byte報(bào)文，AA電池待機(jī)時(shí)間10年，單次的速傳時(shí)間縮短了，終端99%的時(shí)間都工作在節(jié)能模式（PSM），功耗只有15微瓦。（4）低成本：目前單個(gè)模塊做出來的成本已經(jīng)滿足海量覆蓋的要求。（5）安全性和可靠性：繼承4G網(wǎng)絡(luò)安全能力，支持雙向鑒權(quán)以及空口嚴(yán)格加密，確保用戶數(shù)據(jù)的安全性;提供電信級的可靠性接入，有效支撐IoT應(yīng)用和智慧城市解決方案。

上述幾大特性確保了窄帶物聯(lián)網(wǎng)在社會(huì)事業(yè)和城市管理等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

2 智慧小區(qū)設(shè)想

2.1 總體思路

智慧小區(qū)是指充分借助窄帶物聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)把物業(yè)管理、安防、通信等系統(tǒng)集成在一起，并通過通信網(wǎng)絡(luò)連接物業(yè)管理處，為小區(qū)住戶提供一個(gè)安全、舒適、便利的現(xiàn)代生活環(huán)境，從而形成基于大規(guī)模信息智能處理的一種新的管理形態(tài)社區(qū)。智慧小區(qū)以智能、人文、服務(wù)為理念，以“管理精細(xì)化、服務(wù)人文化、運(yùn)行社會(huì)化、手段信息化、工作規(guī)范化”為建設(shè)思路，以統(tǒng)籌各類服務(wù)資源為切入點(diǎn)，以滿足社區(qū)居民、企事業(yè)單位、社會(huì)組織的需求為落腳點(diǎn)，以信息化技術(shù)手段為支撐，構(gòu)建涵蓋社會(huì)管理、社會(huì)服務(wù)、社區(qū)建設(shè)等多層次于一體的智能化綜合信息服務(wù)管理平臺(tái)。

2.2 設(shè)計(jì)目標(biāo)

（1）為業(yè)主提供一個(gè)安全、方便、舒適的生活環(huán)境，提高一個(gè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的豐富多彩的生活方式，提高生活品質(zhì);

（2）為物業(yè)公司提供一個(gè)便于管理、運(yùn)維的網(wǎng)絡(luò)化物業(yè)管理與服務(wù)系統(tǒng)，提高服務(wù)品質(zhì);

（3）物業(yè)公司利用智慧小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)，為業(yè)主提供網(wǎng)絡(luò)增值服務(wù)，提升物業(yè)服務(wù)價(jià)值，從而提高物業(yè)服務(wù)收入;

（4）為“智慧城市”提供樣板式的典范，提高智慧小區(qū)樓盤的聲譽(yù)和社會(huì)價(jià)值;

（5）使物業(yè)公司由傳統(tǒng)的物業(yè)管理模式歷史性的轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代化、網(wǎng)絡(luò)化的物業(yè)增值服務(wù)新模式。

3 基于NB-IOT智慧小區(qū)實(shí)現(xiàn)方案

基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠滿足智慧小區(qū)的設(shè)想，通過各類型的感應(yīng)設(shè)備、統(tǒng)一的管理平臺(tái)、手持PDA以及手機(jī)APP等輔助工具，以窄帶蜂窩通信技術(shù)為傳輸媒介，實(shí)現(xiàn)住宅小區(qū)的智能化管理。方案從公共安全、便民服務(wù)、治安防控、節(jié)能減排等四個(gè)方面對小區(qū)智慧化進(jìn)行闡述。

3.1 公共安全

（1）智能井蓋

智能井蓋主要包含了井蓋資產(chǎn)管理、實(shí)時(shí)定位、防盜監(jiān)管、報(bào)警聯(lián)動(dòng)這些功能需求。結(jié)合NB-IOT技術(shù)廣覆蓋（信號增強(qiáng)20dB）這個(gè)特性，可以在井蓋內(nèi)置NB通訊模塊，水位傳感器，同時(shí)考慮到防潮、防腐蝕這些等特性，開發(fā)對應(yīng)的井蓋監(jiān)控平臺(tái)，通過巡檢設(shè)備結(jié)合手機(jī)APP，當(dāng)井蓋被打開或發(fā)生位移的時(shí)候，可以產(chǎn)生報(bào)警聯(lián)動(dòng)信息回傳到至平臺(tái)和手機(jī)APP當(dāng)中。

（2）智慧電梯監(jiān)控

近年電梯事故頻出造成惡劣的社會(huì)影響，從國家到地方單位都密集發(fā)文要求相關(guān)單位加強(qiáng)對電梯的安全監(jiān)管。對于小區(qū)電梯維保雖然被委托給第三方，但是所有的職責(zé)任然需要小區(qū)物業(yè)承擔(dān)，只有解決智能監(jiān)控問題，小區(qū)物業(yè)才有主導(dǎo)權(quán)。智慧電梯解決方案針對物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)際需求，基于C網(wǎng)安全級別高、網(wǎng)絡(luò)覆蓋廣、800M低頻、終端機(jī)卡一體這幾項(xiàng)技術(shù)，提供電梯遠(yuǎn)程監(jiān)控、政府應(yīng)急調(diào)度、移動(dòng)運(yùn)營維保等功能，實(shí)現(xiàn)電梯日常運(yùn)營的精準(zhǔn)掌控，有效地提升了社區(qū)的信息化安全管理水平。

（3）智能消防栓

智能消防栓的主要用途：通過手機(jī)APP+平臺(tái)的方式，智能管控消防栓，通過傳感器監(jiān)控消防栓內(nèi)的水壓情況，避免出現(xiàn)火警而部分消防栓卻沒有水的情況出現(xiàn)，提高了對社區(qū)對的公共服務(wù)水平。

通過傳感器檢測水壓異常，通過NB-IOT的覆蓋廣、低功耗休眠，傳感器檢測到水壓異常觸發(fā)喚醒NB-IOT模塊，將監(jiān)控和告警數(shù)據(jù)傳回給后臺(tái)。

3.2 便民服務(wù)

（1）社區(qū)智能停車

社區(qū)智能停車的主要用途方便社區(qū)業(yè)主更順暢停車，提高地下停車場的使用效率，為物業(yè)增加收益，節(jié)約人工費(fèi)用。出口不用停車，更方便、快捷?？諘r(shí)段可以出租，增加物業(yè)的收入。可以用手機(jī)繳費(fèi)，更方便快捷。

小區(qū)停車誘導(dǎo)系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)獲取小區(qū)停車位占用情況，通過引導(dǎo)屏、智能手機(jī)、網(wǎng)站等多樣的信息誘導(dǎo)方式，將交通信息實(shí)時(shí)發(fā)布，使得車主可以迅速找到小區(qū)內(nèi)停車位，從而大大提高停車效率，為車主節(jié)省時(shí)間，減少擁堵，有效地改善了停車難的狀況，同時(shí)提高了停車位使用率。

（2）智能抄表（水、電、燃、熱）

當(dāng)前我國水、電、氣的計(jì)量收費(fèi)管理存在著效率低下等諸多弊端，用戶竊水、竊電、竊氣的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生;管理單位收費(fèi)難、收費(fèi)拖欠的問題也日益突出。NB-IOT智能抄表技術(shù)，能夠利用其廣覆蓋（信號增強(qiáng)20dB）的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)抄表速度快、計(jì)算精度高的特點(diǎn)。采用自動(dòng)抄表系統(tǒng)有效緩解抄表人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、降低人為因素造成的抄表誤差。

基于NB技術(shù)的智能抄表平臺(tái)主要功能特點(diǎn)包括報(bào)警功能、數(shù)據(jù)保護(hù)、電量提示、自動(dòng)斷電、回寫功能、用戶抽檢功能、電量查詢、防竊電功能、過壓保護(hù)功能、低功耗等。

（3）智慧養(yǎng)老

智慧養(yǎng)老為社區(qū)服務(wù)面臨的養(yǎng)老問題提供了有力支撐，基于NB-IOT/2G/3G網(wǎng)絡(luò)，依托老人手機(jī)、穿戴設(shè)備，提供無線VP-DN專用無線數(shù)據(jù)通信通道，保障信息安全可靠傳輸。自管理門戶可提供預(yù)警監(jiān)控、終端定位等功能，可視化提供緊急求助、社區(qū)服務(wù)上門等居家養(yǎng)老服務(wù)。

3.3 治安防控

隨著城市化的推進(jìn)，人員流動(dòng)頻率越來越大，小區(qū)內(nèi)的流動(dòng)人口規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，房子出租率高，流動(dòng)人員信息不全，給小區(qū)的安全造成了極大的隱患。

小區(qū)的綜治方案能夠很好地解決上述痛點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)功能：人員信息采集、人臉信息采集、數(shù)據(jù)同步與共享、重點(diǎn)人群標(biāo)記、預(yù)警布控、智慧社區(qū)等。

綜治方案很好地實(shí)現(xiàn)了人防與科防的有效相結(jié)合，為小區(qū)物業(yè)、居民提供一個(gè)安全可靠的小區(qū)外在環(huán)境，同時(shí)，采集的數(shù)據(jù)還可以通過VPN網(wǎng)絡(luò)共享給消防、交通、公安、計(jì)生辦、村委等相關(guān)政府機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)更高一級的治安防控。

3.4 節(jié)能減排（智能路燈）

智能路燈監(jiān)控的主要用途：為物業(yè)管理人員提供方便快捷的路燈管理解決方案，可實(shí)現(xiàn)監(jiān)控路燈照明設(shè)備實(shí)時(shí)在線控制，降低管理成本，同時(shí)采用物聯(lián)網(wǎng)加傳感器的搭配，可以感應(yīng)監(jiān)測，智能調(diào)整光線亮度，達(dá)到節(jié)能減排+遠(yuǎn)程管控的目的。

4 結(jié)束語

物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代是一個(gè)萬物互聯(lián)的新時(shí)代，市場前景巨大且廣泛;窄帶物聯(lián)網(wǎng)基于低功耗低成本廣覆蓋的特性正以一種勢不可擋的態(tài)勢推進(jìn)，作為應(yīng)對物聯(lián)網(wǎng)新時(shí)代諸多挑戰(zhàn)的一大利器，NB-IOT將引發(fā)整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的革命性變化，為各行各業(yè)帶來巨大的機(jī)遇。

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【通聯(lián)編輯：李雅琪】

收稿日期：2019-10-24

作者簡介：陳明迅（1973-），男，福建福州人，工程碩士，工程師，中國電信股份有限公司福州分公司馬尾網(wǎng)絡(luò)部經(jīng)理，研究方向：通信網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)及建設(shè)，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等。