【文章內(nèi)容簡介】 M。每個6MHz信道的最大數(shù)據(jù)速率大約為24Mb/s，不過在更低的VHF電視頻段有望實現(xiàn)更長的距離?！　irelessHART　　這是得到廣泛使用的高速可尋址遠程傳感器(HART)工業(yè)網(wǎng)絡技術的無線版本，主要用于過程監(jiān)控、傳感器網(wǎng)絡、樓宇自動化和交通運輸領域。該技術基于流行的IEEE ?！　irelessHART在基礎標準之上增加了一個時間同步網(wǎng)格協(xié)議。除了網(wǎng)格拓撲外，它也能采用星形配置。WirelessHART使用TDMA和時隙跳信道(TSCH)技術，最多可訪問個節(jié)點?！　igBee　　ZigBee是物聯(lián)網(wǎng)的理想選擇之一?！　?ISM頻段，但它也可以在902MHz到928MHz和868MHz頻段中使用。它可以用在點到點、星形和網(wǎng)格配置中，支持多達216個節(jié)點。與其它技術一樣，安全性是通過AES128加密來保證的。ZigBee的一個主要優(yōu)勢是有預先開發(fā)好的軟件應用配置文件供具體應用(包括物聯(lián)網(wǎng))使用。最終產(chǎn)品必須得到許可?！　Wave　　ZWave是一種單一來源的私有無線技術。它使用高效的GFSK，可實現(xiàn)9600b/s或40kb/s的數(shù)據(jù)速率。在某些應用中甚至可達100kb/s。典型的功率電平是1mW(0dBm)，最大覆蓋范圍約30米，取決于具體應用環(huán)境。ZWave可以用于點到點鏈路或節(jié)點數(shù)最多232個的星形配置中。在安全性方面，它采用AES128加密措施。這種技術必須獲得許可才能在商用產(chǎn)品中使用?！　奈闹羞@張表，我們可以快速地對文中提到的這12種技術進行比較。同時，物聯(lián)網(wǎng)市場包羅萬象，涉及工業(yè)、交通、農(nóng)業(yè)和醫(yī)療等各行各業(yè)，應用的需求也各不相同。因此，對于物聯(lián)網(wǎng)這樣一個長尾市場，我們可以肯定，任何標準都不會占據(jù)主導地位。但是，我們可以針對具體應用很方便地找到一種最恰當?shù)募夹g來與之對應。【老司機解讀NBIoT系列8】NBIoT低成本之葵花寶典大結局　　新空口協(xié)議棧，閹割芯片運算能力　　上篇吳老司主要談到NB對物理層的簡化，這里主要從整個協(xié)議棧的角度來看NB的簡化(吳老司默認你知道物理層是協(xié)議棧的一部分，不展開講)?！　∥覀儊韺鹘y(tǒng)的LTE和NB的協(xié)議棧進行一個對比，從中可以看到NB是如何下定決心進入摳逼模式的(簡直是一個都不放過!)：　　　　?PHY物理層：信道重新設計，降低基本信道的運算開銷。比如PHY層取消了PCFICH、PHICH等信道，上行取消了PUCCH和SRS。這個問題在上一章節(jié)已經(jīng)有所提及，這里不再重復，請各位同學自覺復習《NBIoT低成本之葵花寶典part2》.　　?MAC層：協(xié)議棧優(yōu)化，減少芯片協(xié)議棧處理流程的開銷。這里重點講下，因為在吳老司看來，MAC在LTE中起的作用實在是太重要了!舉個栗子來說，如果說物理層是房子的根基的話，那么MAC層就是房子的頂梁柱!　　◢僅支持單進程HARQ(說明兩點：一是NB中仍然有HARQ重傳機制，二是相比于LTE原有的最多支持8個進程process，NB僅支持單個進程。什么意思?說明數(shù)據(jù)傳輸中，在沒有得到NACK/ACK反饋之前終端都必須等著!親，這就完全顛覆了LTE中多進程同時傳輸提升傳輸速率和效率的基本思想)?！　〃嵅恢С諱AC層上行SR、SRS、CQI上報。沒了CQI，LTE中那么重要的AMC(自適應調制編碼技術)功能豈不基本等于武功全廢?　　◢不支持非競爭性隨機接入功能?！　〃嵐貨]有閉環(huán)功控了，只有開環(huán)功控(這也正常，如果采用閉環(huán)功控，算法會麻煩得多，調度信令開銷也會很大)。　　寫到這里的時候，作為老司機，我不得不說NB你這個敗家子!LTE的家都快讓你敗完了!　　?RLC層：不支持RLC UM(這意味著沒法支持VoLTE類似的語音)、TM模式(這意味著原來在LTE中走TM的系統(tǒng)消息，在NB中也必須走AM)?！　?PDCP：PDCP的功能被大面積簡化，原LTE中賦予的安全模式、RoHC壓縮等功能直接被閹割掉。被簡化后，NB中PDCP的功能已經(jīng)弱到不能呼吸，直呼不要不要的了。　　?在RRC層：沒有了mobility管理(這意味啥?意味著NB將不支持切換)。新設計CP、UP方案簡化RRC信令開銷(后續(xù)會單獨成篇分析)。增加了PSM、eDRX等功能減少耗電(請參考小功耗部分講解)。　　tips　　注意吳老司對上圖各層協(xié)議棧進行說明的時候，所列出各層的順序，是遵循協(xié)議棧結構的，事實上這樣的順序是咱們理解協(xié)議棧的一個基本套路，也是咱們在學習任何一個通信協(xié)議棧的時候所建議的學習順序。理解了這點，你也就能猜到后續(xù)吳老司在講解NB的技術細節(jié)的時候的出牌套路?！　〔贿^需要特別提醒各位小同學的是，NB的協(xié)議棧是在LTE的協(xié)議棧上進行修改得來的，彼此之間還是存在一定的聯(lián)系，這是因為當前LTE的發(fā)展形勢一片大好，已經(jīng)形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈，站在LTE這個巨人的肩膀上，對后續(xù)NB成本的降低是大有好處滴?！　‘a(chǎn)業(yè)鏈及運營等影響成本的因素　　關于成本問題，我認為還有另外兩個成本因素需要重點考慮，一是運營商的建網(wǎng)成本，另外一個是產(chǎn)業(yè)鏈的成熟度?！　〃崒τ谶\營商建網(wǎng)成本，與LoRa相比，NBIoT無需重新建網(wǎng)，射頻和天線基本上都是復用的。以中國移動為例，900MHZ里面有一個比較寬的頻帶，只需要清出來一部分2G的頻段，就可以直接進行NBIoT的同時部署，甚至是NB和LTE同時部署。不過，根據(jù)吳老司《NBIoT低成本之葵花寶典part1》中分析，問題沒有這么簡單。具體建網(wǎng)模式將在后續(xù)進行詳細分析。　　◢對于產(chǎn)業(yè)鏈來說，芯片在NBIoT整個產(chǎn)業(yè)鏈中處于基礎核心地位，現(xiàn)在幾乎所有主流的芯片和模組廠商都有明確的NBIoT支持計劃，這將打造一個較好的生態(tài)鏈，對降低成本是大有好處的。比如華為收購公司Neul的芯片實現(xiàn)的比較早，已有測試樣片。高通的芯片在2016年四季度階段發(fā)布，而且高通的芯片是NBIoT和eMTC雙模的芯片。 Intel的芯片今年四季度會提供第一批的芯片，商用芯片也是在明年年初發(fā)布。MTK的芯片也在研發(fā)當中，明年上半年會發(fā)布。中興微、大唐的芯片也都在研發(fā)當中?！　〃峃B在物理層下行采用OFDMA，上行采用SCFDMA，這點與LTE基本保持了一致。另外在幀結構中也有很多是 “就LTE而取材”的。此外，再后續(xù)講解NB的三種工作模式時，你會更清楚地看到NB是如何與LTE共呼吸同命運的。總而言之，NB從LTE而來，繼承了很多LTE的實現(xiàn)，且NB比LTE又要簡化得多，所以這對后續(xù)研發(fā)成本、量產(chǎn)成本帶來非常多的好處。　　說這么多，吳老司用通俗點的例子來告訴你真相：簡單的理解就是NB為了實現(xiàn)人生巔峰，各種傍大款，各種求帶!有木有秒懂?　　芯片成本進展　　最后關于成本問題，引用一些“名言警句”(網(wǎng)上的報道)：　　?沃達豐集團研發(fā)主管Luke Ibbetson認為：“如果產(chǎn)業(yè)鏈不能將單模塊成本降到兩三美元以下，實現(xiàn)大規(guī)模應用，NBIoT市場就做不起來。我們需要從全局角度出發(fā)，以極低的成本將物聯(lián)網(wǎng)模塊嵌入設備中”?！　?華為總裁胡厚崑認為，要想刺激NBIoT大規(guī)模發(fā)展，通信模塊成本必須低于5美元。如果成本降到1美元以內(nèi)，則會帶來爆發(fā)式增長?！　∷裕M管NBIoT市場前景廣闊，但火熱背后也存在著價格戰(zhàn)。NBIoT成本極低，大規(guī)模應用下成本應降至1美元，目前單個連接模塊還停留在5美元。而這種價格差距讓企業(yè)思考NBIoT時不得不考慮成本優(yōu)勢問題，雖然運營商正在積極推動，最終要真正實現(xiàn)技術的產(chǎn)品化還有很長的一段路要走?！　≌鐐ゴ箢I袖毛主席所言：前途是光明的,道路是曲折的?！　∪绻娴膶崿F(xiàn)，小伙伴們就可以奔走相告：媽媽再也不同擔心我的腎啦!　　低成本之葵花寶典小結　　吳老司用了三個篇章的內(nèi)容對NB低成本問題進行了闡述，下面將低成本的三個part內(nèi)容進行下小結?！　〔坏貌徽f，NB為了練成絕世神功葵花寶典，對全身上下進行了一次又一次的自宮：　　◢協(xié)議棧上物理層、MAC等進行了重大簡化，降低運算能力。　　◢硬件上進入摳逼模式，能省就省。　　◢在產(chǎn)業(yè)鏈上盡量傍大款，各種求帶?；谠贫说腎oT集成解決方案　　基于云端的IoT集成解決方案　　IoT時代，要實現(xiàn)工業(yè)設備中多屏、移動的人機交互，構建工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構，基本需要這幾個主要部分：　　I. 具備感知的現(xiàn)場設備(傳感器或者智能設備)　　II. 從現(xiàn)場到網(wǎng)關的信號通路　　i. 現(xiàn)場設備自帶總線端口　　ii. 或者通過控制器中轉　　III. 接入 internet 的網(wǎng)關接口，作為從現(xiàn)場到云服務的數(shù)據(jù)通道　　IV. 基于 internet 的云服務器　　V. 客戶端用戶界面 UI(User Inerface)　　　　我們基本上可以認為這是一項橫跨“工業(yè)自動化”和“互聯(lián)網(wǎng) IT”的系統(tǒng)集成，這其中包含了從工業(yè)控制、現(xiàn)場總線、互聯(lián)網(wǎng)、通訊、數(shù)據(jù)庫、服務器、軟件乃至大數(shù)據(jù)分析等多項復雜技術領域。　　現(xiàn)狀　　這兩年， 2025 的推進，各種工業(yè)IoT和遠程服務類產(chǎn)品層出不窮、方興未艾，但如果我們仔細觀察就不難發(fā)現(xiàn)，目前大部分的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案仍然是非?；诂F(xiàn)有傳統(tǒng)自動化系統(tǒng)和架構的?！　∈紫龋琁oT的基礎之一，就是最后一個字母所代表的 “Things”，在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的“萬物”當然就是現(xiàn)場的傳感、設備和各類智能部件了，而目前這些工業(yè)設備 I/O 組件主要都是由各大自動化產(chǎn)品公司提供的，同時這些產(chǎn)品設備之間的連接更多的是傾向于使用各自的自動化系統(tǒng)總線。也就是說，現(xiàn)在現(xiàn)場設備與“云端”的聯(lián)結仍然需要先借道現(xiàn)場總線，然后在通向云端時借助網(wǎng)關將設備系統(tǒng)接入互聯(lián)網(wǎng)?！　　　∷裕谶@樣的現(xiàn)實，現(xiàn)在我們看到的很多“遠程”“IoT”解決方案，通常提供的都是一套可以與現(xiàn)有自控系統(tǒng)配套的網(wǎng)關與其背后的云端服務器，實現(xiàn)將設備中現(xiàn)有運行數(shù)據(jù)傳送到云端服務器并進行結構化存儲的功能，注意粗體字部分的“現(xiàn)有運行數(shù)據(jù)”，就是說搭建這樣一套“IoT”系統(tǒng)的前提是必須有設備控制系統(tǒng)，并且控制器和總線都得是這個網(wǎng)關“認識”的?！　×硗猓湍壳翱磥?，很多的“遠程”“IoT”產(chǎn)品，基本上解決了從設備現(xiàn)場到云端的數(shù)據(jù)傳輸和存儲的功能，但對于信息和數(shù)據(jù)的展示，尤其是在移動端的展示和人機交互，盡管某些廠家的確提供了客戶端展示功能，但往往都是基于標準界面的頁面展示和基本功能交互，行業(yè)深度仍然不夠，當然就更談不上什么大數(shù)據(jù)分析了。如果要基于應用場景展示數(shù)據(jù)圖表，需要比較深度的客戶端開發(fā)，而這往往并非這些服務提供商提供的常規(guī)服務?！　∷?，對于目前市面上的工業(yè)“IoT”產(chǎn)品和服務的認識基本可以這樣看：　　? 使用通用的工業(yè)設備的 I/O 組件　　? 需基于本地設備控制系統(tǒng)的集中數(shù)據(jù)采集并預存儲　　? 需借助通用網(wǎng)關接入互聯(lián)網(wǎng)，將本地控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)發(fā)送至云端二次存儲　　? 云存儲與數(shù)據(jù)呈現(xiàn)需單獨進行二次深度開發(fā)　　問題　　正如本文開頭所說，這是一項橫跨“工業(yè)自動化”和“互聯(lián)網(wǎng) IT”的系統(tǒng)集成，因此，要實現(xiàn)并達到完整的IoT物聯(lián)網(wǎng)使用體驗，對工業(yè)制造企業(yè)來說，第一個問題就是要面對來自不同技術領域的多個供應商，而這些供應商可能來自工業(yè)控制、現(xiàn)場總線、互聯(lián)網(wǎng)、通訊、數(shù)據(jù)庫、服務器、軟件...等等方面。這其實對我們目前的制造企業(yè)來說，無論從成本、管理和技術能力等各方面來說，都是不小的挑戰(zhàn)?！　　　⊥瑫r，當下IoT產(chǎn)品大部分是要依賴設備控制系統(tǒng)和現(xiàn)場總線實現(xiàn)數(shù)據(jù)連接的，這其實讓工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用難度和門檻增加了不少。比如，如果我們的設備現(xiàn)場沒有完整的控制系統(tǒng)和現(xiàn)場總線，甚至連控制器都沒有，是否還需要先做控制系統(tǒng)集成再升級到物聯(lián)網(wǎng)呢?再比如，如果云端需要的數(shù)據(jù)，在現(xiàn)有控制系統(tǒng)中沒有對應的運行數(shù)據(jù)，必須先重新配置設備控制系統(tǒng)，可能要包括從現(xiàn)場設備(如傳感器)布置、接線到參數(shù)調整一系列工作，這些工作交給這些IoT的服務商靠譜么?　　IoT過度依賴于設備控制系統(tǒng)，大量決策信息與設備控制信息并行其實對控制器提出了極高的挑戰(zhàn)，尤其是未來的IoT系統(tǒng)將承載大量可能與控制無關的現(xiàn)場感知信息，而這些信息對控制系統(tǒng)而言，可能并不是必須的?！　×硗猓@樣的IoT系統(tǒng)需要通過本地總線、交換機、控制器和網(wǎng)關等多個步驟才能實現(xiàn)現(xiàn)場與云端的數(shù)據(jù)連接，涉及的軟硬件等中間環(huán)節(jié)非常多，因此維護運營成本自然也是較高的?！　　　∑鋵?，從目前IoT的市場現(xiàn)狀看，我們現(xiàn)在市面上能看到的大部分“遠程”“IoT”解決方案，都僅僅實現(xiàn)了將傳統(tǒng)工業(yè)控制系統(tǒng)與“云”的聯(lián)通，但事實上聯(lián)通的體驗還有很大需要提升的空間。并且僅以現(xiàn)有標準產(chǎn)品組合，是很難滿足制造行業(yè)的復雜多變的應用需求的?！　⌒枰　‘斚滦枰?