Spiegazione dettagliata dell'architettura tecnica del Narrowband Internet of Things (NB-IoT)

Le comunicazioni mobili si stanno spostando dalla connessione tra le persone alla connessione tra le persone e le cose, e tra le cose e le cose. L'interconnessione di tutte le cose è una tendenza inevitabile. I requisiti di connessione dell'Internet degli oggetti sono molto diversi da quelli delle reti cellulari tradizionali. La tecnologia Narrowband Internet of Things (NB-IoT), come tecnologia emergente nel campo dell'Internet degli oggetti, è nata per soddisfare le esigenze applicative dell'Internet degli oggetti. Oggi la tecnologia NB-IoT è ampiamente utilizzata in agricoltura, nell'industria, nella pubblica amministrazione e nella vita. Qual è l'architettura della tecnologia NB-IoT?

1. Schema di architettura della tecnologia NB-IoT

La tipica architettura IoT a banda stretta è composta da tre livelli: il livello di percezione, il livello di rete e il livello di applicazione, dal basso verso l'alto.

Livello di percezione: È composto da vari sensori, tra cui sensori di temperatura e umidità, tag di codici QR, tag RFID, lettori, telecamere, infrarossi, GPS e altri terminali di rilevamento. Il livello di percezione è la fonte di identificazione degli oggetti e di raccolta delle informazioni nell'Internet degli oggetti. Se si paragona NB-IoT a un essere umano, il livello di percezione è costituito dagli organi di senso come occhi, naso, orecchie e pelle.

Livello di rete: È composto da varie reti, tra cui Internet, reti radiotelevisive, sistemi di gestione della rete e piattaforme di cloud computing. È il fulcro dell'intero Internet degli oggetti ed è responsabile della trasmissione e dell'elaborazione delle informazioni ottenute dal livello di percezione. Il livello di rete IoT a banda stretta è equivalente al sistema nervoso umano e trasmette vari segnali.

Livello applicativo: È l'interfaccia tra l'Internet degli oggetti e gli utenti. Si combina con le esigenze dell'industria per realizzare applicazioni intelligenti dell'Internet degli oggetti. Il livello applicativo dell'Internet degli oggetti è equivalente al cervello umano, responsabile dell'analisi e dell'elaborazione di vari dati.

2. Vantaggi della tecnologia NB-IoT

1. Ampia copertura: NB-IoT ha una forte copertura interna. Nella stessa banda di frequenza, NB-IoT ha un guadagno di 20 dB rispetto alla rete esistente, il che equivale ad aumentare di 100 volte l'area di copertura. Non solo è in grado di soddisfare le esigenze di ampia copertura nelle aree rurali, ma è anche adatto ad applicazioni che richiedono una copertura profonda, come fabbriche, garage sotterranei e tombini.

2. Collegamento forte: Con la stessa stazione base, NB-IoT può fornire un numero di punti di accesso da 50 a 100 volte superiore rispetto alle tecnologie wireless esistenti. Un settore può supportare 100.000 connessioni, supportando una sensibilità a bassa latenza, un costo ultra-ridotto delle apparecchiature, un basso consumo energetico delle stesse e una struttura di rete ottimizzata. Ciò significa che possiamo collocare più dispositivi in uno spazio non troppo grande senza interferire gli uni con gli altri.

3. Basso consumo energetico: Il modulo NB-IoT può funzionare in 3 stati per risparmiare il consumo di energia. Il consumo massimo di corrente in modalità PSM è di 5uA, mentre in modalità IDLE è di circa 6mA. Secondo i dati di simulazione del TR45.820, una batteria da 5Wh invia 200 byte di dati al giorno e dovrebbe durare 12,8 anni. Pertanto, può essere utilizzata per sviluppare varie apparecchiature di monitoraggio dei sensori collocate in aree remote di alta montagna selvaggia.

4. Basso costo: NB-IOT non necessita di ricostruire la rete e la frequenza radio e l'antenna sono fondamentalmente universali. Sia che si tratti del costo del modulo, dell'alimentazione o dei costi operativi della comunicazione, è più economico di altri terminali wireless. Con lo sviluppo di NB-IoT, il prezzo previsto per un singolo modulo di connessione non supera i 5 dollari USA, o addirittura i 2 dollari USA. Recentemente, China Telecom ha rilasciato il suo primo pacchetto annuale NB-IoT, che costa solo 20 yuan.

3. Scenari di applicazione della tecnologia NB-IoT

La tecnologia NB-IoT può essere ampiamente utilizzata per il monitoraggio wireless e l'allarme precoce di sale computer, stazioni di alimentazione di macchine, sistemi di monitoraggio ambientale, sistemi di monitoraggio della distribuzione a bassa tensione, sistemi di monitoraggio dei dati di alimentazione, macchinari e attrezzature di fabbrica, sistemi di monitoraggio dello stato operativo delle linee di produzione, sistemi di raccolta delle informazioni di produzione, ecc. Viene inoltre utilizzato per il monitoraggio in tempo reale e l'allarme tempestivo dei dati ambientali nei campi petroliferi, nei pozzi petroliferi, nei campi di gas, nelle condutture di vapore, nelle condutture di riscaldamento, nelle sale pompe dell'acqua, nella refrigerazione, nei magazzini, nelle serre agricole, negli allevamenti, ecc.