NB-IoT在智能锁领域的应用

随着近几年智能家居行业的火爆,智能锁在生活中出现的频率也越来越高,目前智能锁使用非机械钥匙作为用户识别ID的技术,主流技术有,感应卡,指纹识别,密码识别,面部识别等,极大的提高了门禁的安全性,但是以上安全性的前提是通电状态下,如果处于断电状态下智能锁则形同虚设。

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此处就限制了用户的实用性,而且在上述的技术中假如有人恶意,将你家的电源切断,那么你的智能设备还不如傻瓜的老式设备,即使你有备用电池,又能持续多久?

为了提升安全性则需要内置电池,采集各项基本数据,将数据传输到服务器,当服务器采集得到异常数据是则向用户发出警报,由于智能锁在安装后不易拆卸,所以要求它的电池使用寿命要长,将电池安装在锁内这样能有效避免上述断电的尴尬。此处估计有人会说“前面不是说电池用不了多久么?”别急,后面会有介绍。

智能锁不仅仅是使用在智能家居上,比如还有我们熟悉的共享单车,为什么现在在大范围的使用NB-IoT,有一点无可厚非,“基站”。我们回看中国的房构造,房门一般都处于过道,此种地方多为封闭是的环境,信号非常差,如果使用GPRS,那么可能在某些地方使用就完全没有信号,有信号的地方可能比较薄弱,造成数据延迟甚至丢失,但是NB-IOT这个问题就可以做到最小化,下面介绍下NB-IoT在实际是使用中的优势

1.NB-IOT的五大优势

优势一:海量连接

NB-IoT比2G/3G/4G有50~100倍的上行容量提升,这也就意味着,在同一基站的情况下,NB-IoT可以比现有无线技术提供50~100倍的接入数。举个简单的例子,某小区网络由一个基站覆盖,使用原有无线网络只能支持每个家庭中5个终端接入,可能4个手机、1个平板电脑就占满了,那么以后各种智能家电以及许许多多传感设备需要联网时就难以接入了。而NB-IoT至少提供50倍接入数量即250个终端接入,足以满足未来智慧家庭中大量设备联网需求。

优势二:深度覆盖

NB-IoT比LTE提升20dB增益,相当于发射功率提升了100倍,即覆盖能力提升了100倍,就算在地下车库、地下室、地下管道等信号难以到达的地方也能覆盖到。利用这一优势,沃达丰的NB-IoT实验局正在开展地下车库指示的项目。传统地下车库内导航定位系统网络构建需要WiFi、蓝牙等局域无线技术的支持,这个导航指示网络也只限于本停车场使用。如果使用深度覆盖的NB-IoT网络,只需外挂定位模块即可,而且可以构建跨区域的停车指示和导航。

优势三:超低功耗

  低功耗特性是物联网应用一项重要指标,特别对于一些不能经常更换电池的设备和场合,如安置于高山荒野偏远地区中的各类传感监测设备,它们不可能像智能手机一天一充电,长达几年的电池使用寿命是最本质的需求。在电池技术无法取得突破的前提下只能通过降低设备功耗以延长电池供电时间。

通信设备消耗的能量往往与数据量或速率相关,即单位时间内发出数据包的大小决定了功耗的大小。数据量小,设备的调制解调器和功放就可以调到非常小的水平。NB-IoT聚焦小数据量、小速率应用,因此NB-IoT设备功耗可以做到非常小。另外,为了进一步降低功耗,延长电池使用时间,NB-IoT引入了超长DRX(非连续接收)省电技术和PSM省电态模式。NB-IoT可以让设备时时在线,但是通过减少不必要的信令和在PSM状态时不接受寻呼信息来达到省电目的。这样可以保障电池5年以上的使用寿命。

优势四:低成本

  低速率低功耗低带宽带来的是低成本优势。速率低就不需要大缓存,所以可以缓存小、DSP配置低;低功耗,意味着RF设计要求低,小PA就能实现;因为低带宽,就不要复杂的均衡算法……这些因素使得NB-IoT芯片可以做得很小。芯片成本往往和芯片尺寸相关,尺寸越小,成本越低,模块的成本也随之变低。

据悉海思推出的NB-IoT芯片在硬币大小的尺寸内集成了BB和AP、Flash和电池管理,并预留传感器集成功能。其中AP包含三个ARM-M0内核,每个M0内核分别负责应用、安全、通信功能,这样在方便进行功能管理的同时降低成本和功耗,后续推出的芯片还将会集成Soft SIM,进一步降低成本。

优势五:稳定可靠

  NB-IoT直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,即可与现有网络基站复用以降低部署成本、实现平滑升级,但是使用单独的180KHz频段,不占用现有网络的语音和数据带宽,保证传统业务和未来物联网业务可同时稳定、可靠的进行。以智能抄表应用为例,与采用有线PLC抄表数据回收成功率在60%左右相比,NB-IoT可以保证数据成功回收率达99%,可靠性大幅提高。

  从解决方案/芯片方面看。对华为来说,NB-IoT是该公司的一个大战略,所有部门都积极参与其中。作为主导者华为提供端到端的解决方案,包括基站、核心网、芯片、操作系统以及数据管理平台。除海思外,爱立信、高通都在积极研发生产该类芯片,很多芯片原厂和模块厂家也计划于今年支持NB-IoT。

从运营商对NB-IoT响应和投入看。NB-IoT标准得到了许多主流运营商的响应,中国移动、中国联通(600050,股吧)、沃达丰、德国电信、阿联酋电信、意大利电信、AT&T等全球顶尖运营商都已围绕NB-IoT发布了各自的发展方略以及展开实验。

上方将NB优势罗列了出来大家可以将看到它的优势在哪里,针对这五大优势大家用它来做什么已经非常的清晰,上文所述的问题也就迎刃而解。

2.NB-IoT在智能锁中的实际应用

根据上述优势,我们可以看到它的在智能锁领域使用NB-IoT将会是一种主流,我们可以将它用在智能家居的系统中控制门锁,同时我们熟知的OfO小黄车也携手华为率先使用了此技术

2.1.在智能家居中的应用

在目前智能门锁新技术应用中,走在行业前列的当属海尔。在2017年6月份,海尔发布基于NB-IoT技术的智能门锁·云锁。云锁能够为用户提供稳定"永在线"的智慧体验。它不仅能够解决因wifi网络功耗高、覆盖面小,致使网络无法连接的情况,还将使得传统WiFi控制模式下繁琐的APP下载等诸多步骤得以简化,让智能门锁通过运营商网络更稳定、便捷地实现配置连接,同时,以搭载NB-IoT技术的海尔智能门锁·云锁为切入点,用户还可以通过智能门锁带动其他智能产品接入NB-IoT网络,连通家庭安防、娱乐、生活在内的所有智能生活场景网器,构建系列物联家居场景,实现对智能家居产品的远程控制、安防报警、运行状态监控等。

3.在共享经济上的应用

众所周知的OfO在共享经济上率先使用NB,而且取得了很不错的成效,ofo小黄车引入NB-IoT技术,是该技术在共享单车行业的首次应用。对于ofo小黄车来说,物联网智能锁意义非凡。首先,稳定高效率的NB-IoT网络解锁响应速度更快,实现车辆“秒解”并可通过数据传输实现“随机密码”。另外,基于中国电信运营的800MhzNB-IoT网络,即使ofo单车被停在地下车库、地下室、地下管道等信号难以覆盖的场景,用户都可以实现轻松解锁,这无疑为更为ofo用户骑行带来更大空间。最新的NB-IoT终端产品可满足OfO共享单车智能锁应用需求,便于政府根据实际需求进行单车的智能调度,从而提升城市出行效率,让共享单车更好的为用户服务

4.在个人实际应用

在实际的应用中我曾使用过“成都亿百特电子有限公司”的E840-DTU(NB-IoT的数传电台)用来做智能扫码门锁,E840-DTU它是亿佰特推出的 NB-IoT 电台产品,该产品软件功能完善,覆盖绝大多数常规应用场景,用户只需通过简单的设置,即可实现串口到网络服务器的双向数据。

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