5G背景下NB-IOT技術(shù)的典型應(yīng)用分析

李 瑩

(山東電子職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東 濟南 250200)

0 引言

從宏觀層面來看，NB-IOT技術(shù)其實是5G技術(shù)的“敲門磚”，而NB-IOT技術(shù)也可依托5G技術(shù)實現(xiàn)升級以長遠(yuǎn)發(fā)展，兩者之間并無太多沖突和矛盾，可實現(xiàn)協(xié)同發(fā)展。本次我們的研究更傾向和側(cè)重于NB-IOT技術(shù)，希望透過對其典型應(yīng)用的深入探究，來進(jìn)一步推動NB-IOT技術(shù)在5G背景下的發(fā)展，同時也為日后NB-IOT技術(shù)的升級與創(chuàng)新提供理論支持。

1 NB-IOT技術(shù)概述

想要探究5G背景下NB-IOT技術(shù)的典型應(yīng)用，就需要首先了解與認(rèn)知NB-IOT技術(shù)，這是必經(jīng)過程，基于此，我們對NB-IOT技術(shù)的概念及特點進(jìn)行了詳盡分析，希望可以讓更多人懂得NB-IOT技術(shù)，為NB-IOT技術(shù)發(fā)展及未來應(yīng)用提供有效助力。

1.1 NB-IOT技術(shù)概念

NB-IOT技術(shù)，主要指窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的重要內(nèi)容，建立在蜂窩網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，有節(jié)省成本的價值，在應(yīng)用過程中只消耗180kHz的寬帶，可直接部署于GSM網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)或LTE網(wǎng)絡(luò)[1]，可以實現(xiàn)大范圍全覆蓋，其優(yōu)越性、先進(jìn)性特質(zhì)顯而易見。這也是它迅速應(yīng)用的主要原因，為物聯(lián)網(wǎng)后續(xù)發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。除此之外，NB-IOT技術(shù)支持待機時間長，對網(wǎng)絡(luò)連接要求設(shè)備的高效連接。另外，NB-IOT設(shè)備電池壽命可提高至10年，該優(yōu)勢也是值得肯定的。雖說已經(jīng)步入5G時代，但是NB-IOT技術(shù)的發(fā)展與升級仍舊不可停下，還需不斷創(chuàng)新，也由此奠定了本次研究的重要價值和重要意義。

1.2 NB-IOT技術(shù)特點

具體而言，NB-IOT技術(shù)特點是十分突出的，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：首先，海量的連接優(yōu)勢。該技術(shù)以基站優(yōu)化和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化進(jìn)行輔助，其容量可進(jìn)一步增強，與傳統(tǒng)技術(shù)相比較足足提高了一百倍，單個扇區(qū)就可支撐數(shù)十萬連接量，較好地滿足了當(dāng)前需求；其次，良好的低成本優(yōu)勢。成本低是比較亮眼的一個優(yōu)勢和特點，采用半雙工方式，一根連接收天線，就可不用花費較多資金維護(hù)自身運行，且部分設(shè)備還可重復(fù)利用，增強終端模塊的待機時間，降低總成本；另外，覆蓋面積廣。NB-IOT技術(shù)具有較強的覆蓋能力，在惡劣天氣也可提高網(wǎng)絡(luò)信號接收穩(wěn)定性，所以可以滿足各個地區(qū)的需求，因此，可以做到全范圍覆蓋。其中也包含地下車庫、地下管道、地下室等地下封閉空間，其優(yōu)勢體現(xiàn)的就更為明顯；最后，NB-IOT技術(shù)也具備低消耗特點，可以實現(xiàn)資源的節(jié)約，進(jìn)而滿足可持續(xù)發(fā)展的需求。

2 5G背景下NB-IOT技術(shù)的典型應(yīng)用

目前來看，NB-IOT技術(shù)已經(jīng)在各行各業(yè)實現(xiàn)了廣泛與頻繁應(yīng)用，如交通、消防、監(jiān)控等等，以下為5G背景下NB-IOT技術(shù)的幾類典型應(yīng)用(見圖1)。

圖1 NB-IOT技術(shù)的幾類典型應(yīng)用示例

2.1 智能停車

NB-IOT技術(shù)在智能停車方面發(fā)揮了較大的作用與優(yōu)勢。首先，節(jié)約了成本，車輛檢測器可直接上報給運營商無線網(wǎng)絡(luò)，不用匯聚網(wǎng)關(guān)，設(shè)備成本、部署成本、維護(hù)成本等下降了30%左右；其次，部署更為便捷，車輛檢測器即插即用，安裝不費力、施工更簡單，沒有專業(yè)經(jīng)驗的技術(shù)人員在場也可完成一系列操作，后續(xù)智能車位擴容也會更輕而易舉，可以省去在網(wǎng)絡(luò)兼容方面的憂慮。除此之外，在手機上下載停車APP，就可為開車人員提供統(tǒng)一的智能停車服務(wù)，方便居民出行，還可間接為居民節(jié)約時間與精力，解決了有車一族的大麻煩。

2.2 遠(yuǎn)程抄表

要知道，大城市的服務(wù)是健全的，也會因此產(chǎn)生海量的數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集與分析是非常有必要且有價值的，而想要做到這點，卻是很難的。如常見的水氣表數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作即是如此。水氣表是每家每戶都需要用到的監(jiān)測設(shè)備，進(jìn)行收費的前提是對其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計，對于水氣表的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，以往需要依靠人力去一家家抄寫，比較費力且效率較低，且其中會摻雜一些主觀風(fēng)險，不能全方位保障水氣表數(shù)據(jù)的真實性和可靠性。而NB-IOT技術(shù)與水氣表的結(jié)合，避免了各類風(fēng)險，也有效解決了人工成本高、效率低、業(yè)主對陌生人存戒備等問題[2]，使得每家每戶的水氣表數(shù)據(jù)得以及時呈現(xiàn)和更新，省去了不少心力。值得一提的是，NB-IOT遠(yuǎn)程抄表容量也是值得認(rèn)可的，是GPRS遠(yuǎn)程抄表的十倍之大，且存有低功效優(yōu)勢，待機時間長達(dá)十年，好處不言而喻。

2.3 消防系統(tǒng)

煙霧傳感器是消防系統(tǒng)中的哨兵，一旦檢測到煙霧，即可報警并將消息及時傳遞到后臺服務(wù)器，利于消防部門及時接到通知并派消防員趕往現(xiàn)場，在消防領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。但是在煙感器越來越頻繁安裝與應(yīng)用過程中，它的弊端也在顯現(xiàn)，主要是安裝容易過度密集且容易產(chǎn)生較高的成本，并不是一種符合理想預(yù)期的使用模式。而使用融合NB-IOT技術(shù)的無線煙感器則可有效解決這些問題，其自身具備海量連接數(shù)，可滿足海量煙感器的同時接入。另外，NB-IOT自身的超低功耗特點，也可使得無線煙感器待機長達(dá)十年之久，維護(hù)成本、使用成本將大大降低，也可滿足地下室、室內(nèi)等密閉空間的需求。

2.4 路燈監(jiān)控

路燈管理是城市管理中的一個分支，NB-IOT路燈管理系統(tǒng)中，監(jiān)控中心是其管理的核心，利用監(jiān)控可有效查找并定位目標(biāo)，也支持中心監(jiān)控分級管理，可設(shè)立多個分控中心，網(wǎng)絡(luò)可分區(qū)、分片進(jìn)行管理，進(jìn)而形成大型路燈控制系統(tǒng)。另外，還可定義控制策略，分時間階段的對路面上的路燈進(jìn)行全亮、全關(guān)、隔桿亮燈等處理。值得一提的是，采用NB-IOT無線網(wǎng)絡(luò)，可實現(xiàn)遠(yuǎn)程分布式遠(yuǎn)程控制，省去人力管理的負(fù)擔(dān)和壓力。路燈一旦出現(xiàn)故障，也可及時發(fā)現(xiàn)，并迅速確定該路燈位置，其自身容量的強大，也可省去密集導(dǎo)致的管理不精細(xì)煩憂，展現(xiàn)出在路燈管理中的優(yōu)勢[3]。

2.5 井蓋監(jiān)控

要知道，井蓋有被偷的風(fēng)險，也存在損壞的風(fēng)險，一旦沒有及時發(fā)現(xiàn)，后果是非常嚴(yán)重的。以往井蓋監(jiān)控，大多依賴專人的巡邏及檢查，但是井蓋數(shù)量的過多還是將監(jiān)控與管理效率限制在了一個較小范圍，容易造成公共財產(chǎn)損失，甚至給他人的生命安全帶去威脅。而使用NB-IOT對井蓋進(jìn)行定位監(jiān)測，則可解決井蓋監(jiān)控中的多種問題，利于監(jiān)測管理中心及時掌控井蓋狀況，并可在第一時間接收到井蓋異常的信號及提醒，從而較大程度的避免傷害及損失。

2.6 健康狀況監(jiān)測

我國養(yǎng)老一直是個大問題，伴隨老齡化進(jìn)程的加快，帶給無數(shù)子女較大的養(yǎng)老壓力，除了經(jīng)濟上的壓力，就是老人身體狀況上的壓力。具體說來，子女沒有較多時間陪伴老人，造成大部分老年人獨居的現(xiàn)狀，一旦老年人身體有所不適，子女不能立即到達(dá)身邊送其就醫(yī)，這是一個普遍存在的現(xiàn)狀，也由此形成了社會問題。而當(dāng)下，采用NB-IOT技術(shù)是可以解決這個問題的，獨居的老人可以佩戴NB-IOT模塊手表，該手表同一般手表不同，可對老人的身體各項機能進(jìn)行實時感應(yīng)和監(jiān)測，所監(jiān)測的所有數(shù)據(jù)都可上傳到霧計算節(jié)點，還可針對老年人的狀況按照特定算法預(yù)測出發(fā)病時間，利于老年人及其身邊子女提前做好預(yù)防，保障了大多數(shù)老年人的身體健康和生命安全。

3 5G背景下NB-IOT技術(shù)應(yīng)用的未來發(fā)展前景

5G時代為NB-IOT技術(shù)未來的廣泛應(yīng)用做好了鋪墊、打好了基礎(chǔ)，NB-IOT技術(shù)也需要再發(fā)展與提升，從而帶動物聯(lián)網(wǎng)迅猛發(fā)展并滿足社會、市場需求。需要明白的是，NB-IOT產(chǎn)業(yè)不會因為時代的轉(zhuǎn)變和5G的深入人心而迅速消退，相反的，今后都將是NB-IOT產(chǎn)業(yè)崛起與騰飛的絕佳時機，通過不斷完善與創(chuàng)新，相信可以實現(xiàn)長遠(yuǎn)、穩(wěn)定發(fā)展。

暢想NB-IOT技術(shù)應(yīng)用的未來發(fā)展趨勢，必將與各行各業(yè)聯(lián)系的更為緊密，也必將實現(xiàn)更廣范圍的應(yīng)用，帶動數(shù)字產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，繼續(xù)在交通、市政、控制、智能化、監(jiān)督、家居等各大領(lǐng)域中實現(xiàn)智能化運作，如智能交通指揮、智能環(huán)境監(jiān)測、智能加劇監(jiān)控等，從而為人民提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)、滿足人們的各項生活需求，進(jìn)而構(gòu)建出更適宜居住的環(huán)境。