【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 M。每個(gè)6MHz信道的最大數(shù)據(jù)速率大約為24Mb/s，不過(guò)在更低的VHF電視頻段有望實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的距離?！　irelessHART　　這是得到廣泛使用的高速可尋址遠(yuǎn)程傳感器(HART)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的無(wú)線版本，主要用于過(guò)程監(jiān)控、傳感器網(wǎng)絡(luò)、樓宇自動(dòng)化和交通運(yùn)輸領(lǐng)域。該技術(shù)基于流行的IEEE 。　　WirelessHART在基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)之上增加了一個(gè)時(shí)間同步網(wǎng)格協(xié)議。除了網(wǎng)格拓?fù)渫?，它也能采用星形配置。WirelessHART使用TDMA和時(shí)隙跳信道(TSCH)技術(shù)，最多可訪問(wèn)個(gè)節(jié)點(diǎn)?！　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(diǎn)到點(diǎn)、星形和網(wǎng)格配置中，支持多達(dá)216個(gè)節(jié)點(diǎn)。與其它技術(shù)一樣，安全性是通過(guò)AES128加密來(lái)保證的。ZigBee的一個(gè)主要優(yōu)勢(shì)是有預(yù)先開(kāi)發(fā)好的軟件應(yīng)用配置文件供具體應(yīng)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(lái)源的私有無(wú)線技術(shù)。它使用高效的GFSK，可實(shí)現(xiàn)9600b/s或40kb/s的數(shù)據(jù)速率。在某些應(yīng)用中甚至可達(dá)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(yīng)用環(huán)境。ZWave可以用于點(diǎn)到點(diǎn)鏈路或節(jié)點(diǎn)數(shù)最多232個(gè)的星形配置中。在安全性方面，它采用AES128加密措施。這種技術(shù)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(duì)文中提到的這12種技術(shù)進(jìn)行比較。同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)包羅萬(wàn)象，涉及工業(yè)、交通、農(nóng)業(yè)和醫(yī)療等各行各業(yè)，應(yīng)用的需求也各不相同。因此，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)這樣一個(gè)長(zhǎng)尾市場(chǎng)，我們可以肯定，任何標(biāo)準(zhǔn)都不會(huì)占據(jù)主導(dǎo)地位。但是，我們可以針對(duì)具體應(yīng)用很方便地找到一種最恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)來(lái)與之對(duì)應(yīng)。【老司機(jī)解讀NBIoT系列8】NBIoT低成本之葵花寶典大結(jié)局　　新空口協(xié)議棧，閹割芯片運(yùn)算能力　　上篇吳老司主要談到NB對(duì)物理層的簡(jiǎn)化，這里主要從整個(gè)協(xié)議棧的角度來(lái)看NB的簡(jiǎn)化(吳老司默認(rèn)你知道物理層是協(xié)議棧的一部分，不展開(kāi)講)?！　∥覀儊?lái)將傳統(tǒng)的LTE和NB的協(xié)議棧進(jìn)行一個(gè)對(duì)比，從中可以看到NB是如何下定決心進(jìn)入摳逼模式的(簡(jiǎn)直是一個(gè)都不放過(guò)!)：　　　　?PHY物理層：信道重新設(shè)計(jì)，降低基本信道的運(yùn)算開(kāi)銷(xiāo)。比如PHY層取消了PCFICH、PHICH等信道，上行取消了PUCCH和SRS。這個(gè)問(wèn)題在上一章節(jié)已經(jīng)有所提及，這里不再重復(fù)，請(qǐng)各位同學(xué)自覺(jué)復(fù)習(xí)《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(kāi)銷(xiāo)。這里重點(diǎn)講下，因?yàn)樵趨抢纤究磥?lái)，MAC在LTE中起的作用實(shí)在是太重要了!舉個(gè)栗子來(lái)說(shuō)，如果說(shuō)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(jìn)程HARQ(說(shuō)明兩點(diǎn)：一是NB中仍然有HARQ重傳機(jī)制，二是相比于LTE原有的最多支持8個(gè)進(jìn)程process，NB僅支持單個(gè)進(jìn)程。什么意思?說(shuō)明數(shù)據(jù)傳輸中，在沒(méi)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(jìn)程同時(shí)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(bào)。沒(méi)了CQI，LTE中那么重要的AMC(自適應(yīng)調(diào)制編碼技術(shù))功能豈不基本等于武功全廢?　　◢不支持非競(jìng)爭(zhēng)性隨機(jī)接入功能?！　〃嵐貨](méi)有閉環(huán)功控了，只有開(kāi)環(huán)功控(這也正常，如果采用閉環(huán)功控，算法會(huì)麻煩得多，調(diào)度信令開(kāi)銷(xiāo)也會(huì)很大)?！　?xiě)到這里的時(shí)候，作為老司機(jī)，我不得不說(shuō)NB你這個(gè)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(méi)法支持VoLTE類(lèi)似的語(yǔ)音)、TM模式(這意味著原來(lái)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(jiǎn)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(jiǎn)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(méi)有了mobility管理(這意味啥?意味著NB將不支持切換)。新設(shè)計(jì)CP、UP方案簡(jiǎn)化RRC信令開(kāi)銷(xiāo)(后續(xù)會(huì)單獨(dú)成篇分析)。增加了PSM、eDRX等功能減少耗電(請(qǐng)參考小功耗部分講解)?！　ips　　注意吳老司對(duì)上圖各層協(xié)議棧進(jìn)行說(shuō)明的時(shí)候，所列出各層的順序，是遵循協(xié)議棧結(jié)構(gòu)的，事實(shí)上這樣的順序是咱們理解協(xié)議棧的一個(gè)基本套路，也是咱們?cè)趯W(xué)習(xí)任何一個(gè)通信協(xié)議棧的時(shí)候所建議的學(xué)習(xí)順序。理解了這點(diǎn)，你也就能猜到后續(xù)吳老司在講解NB的技術(shù)細(xì)節(jié)的時(shí)候的出牌套路?！　〔贿^(guò)需要特別提醒各位小同學(xué)的是，NB的協(xié)議棧是在LTE的協(xié)議棧上進(jìn)行修改得來(lái)的，彼此之間還是存在一定的聯(lián)系，這是因?yàn)楫?dāng)前LTE的發(fā)展形勢(shì)一片大好，已經(jīng)形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈，站在LTE這個(gè)巨人的肩膀上，對(duì)后續(xù)NB成本的降低是大有好處滴?！　‘a(chǎn)業(yè)鏈及運(yùn)營(yíng)等影響成本的因素　　關(guān)于成本問(wèn)題，我認(rèn)為還有另外兩個(gè)成本因素需要重點(diǎn)考慮，一是運(yùn)營(yíng)商的建網(wǎng)成本，另外一個(gè)是產(chǎn)業(yè)鏈的成熟度。　　◢對(duì)于運(yùn)營(yíng)商建網(wǎng)成本，與LoRa相比，NBIoT無(wú)需重新建網(wǎng)，射頻和天線基本上都是復(fù)用的。以中國(guó)移動(dòng)為例，900MHZ里面有一個(gè)比較寬的頻帶，只需要清出來(lái)一部分2G的頻段，就可以直接進(jìn)行NBIoT的同時(shí)部署，甚至是NB和LTE同時(shí)部署。不過(guò)，根據(jù)吳老司《NBIoT低成本之葵花寶典part1》中分析，問(wèn)題沒(méi)有這么簡(jiǎn)單。具體建網(wǎng)模式將在后續(xù)進(jìn)行詳細(xì)分析?！　〃崒?duì)于產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)說(shuō)，芯片在NBIoT整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中處于基礎(chǔ)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(jì)劃，這將打造一個(gè)較好的生態(tài)鏈，對(duì)降低成本是大有好處的。比如華為收購(gòu)公司Neul的芯片實(shí)現(xiàn)的比較早，已有測(cè)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(huì)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(dāng)中，明年上半年會(huì)發(fā)布。中興微、大唐的芯片也都在研發(fā)當(dāng)中?！　〃峃B在物理層下行采用OFDMA，上行采用SCFDMA，這點(diǎn)與LTE基本保持了一致。另外在幀結(jié)構(gòu)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(shí)，你會(huì)更清楚地看到NB是如何與LTE共呼吸同命運(yùn)的。總而言之，NB從LTE而來(lái)，繼承了很多LTE的實(shí)現(xiàn)，且NB比LTE又要簡(jiǎn)化得多，所以這對(duì)后續(xù)研發(fā)成本、量產(chǎn)成本帶來(lái)非常多的好處。　　說(shuō)這么多，吳老司用通俗點(diǎn)的例子來(lái)告訴你真相：簡(jiǎn)單的理解就是NB為了實(shí)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(jìn)展　　最后關(guān)于成本問(wèn)題，引用一些“名言警句”(網(wǎng)上的報(bào)道)：　　?沃達(dá)豐集團(tuán)研發(fā)主管Luke Ibbetson認(rèn)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(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，NBIoT市場(chǎng)就做不起來(lái)。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(shè)備中”?！　?華為總裁胡厚崑認(rèn)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(huì)帶來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)?！　∷裕M管NBIoT市場(chǎng)前景廣闊，但火熱背后也存在著價(jià)格戰(zhàn)。NBIoT成本極低，大規(guī)模應(yīng)用下成本應(yīng)降至1美元，目前單個(gè)連接模塊還停留在5美元。而這種價(jià)格差距讓企業(yè)思考NBIoT時(shí)不得不考慮成本優(yōu)勢(shì)問(wèn)題，雖然運(yùn)營(yíng)商正在積極推動(dòng)，最終要真正實(shí)現(xiàn)技術(shù)的產(chǎn)品化還有很長(zhǎng)的一段路要走?！　≌鐐ゴ箢I(lǐng)袖毛主席所言：前途是光明的,道路是曲折的?！　∪绻娴膶?shí)現(xiàn)，小伙伴們就可以奔走相告：媽媽再也不同擔(dān)心我的腎啦!　　低成本之葵花寶典小結(jié)　　吳老司用了三個(gè)篇章的內(nèi)容對(duì)NB低成本問(wèn)題進(jìn)行了闡述，下面將低成本的三個(gè)part內(nèi)容進(jìn)行下小結(jié)?！　〔坏貌徽f(shuō)，NB為了練成絕世神功葵花寶典，對(duì)全身上下進(jìn)行了一次又一次的自宮：　　◢協(xié)議棧上物理層、MAC等進(jìn)行了重大簡(jiǎn)化，降低運(yùn)算能力?！　〃嵱布线M(jìn)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(shí)代，要實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備中多屏、移動(dòng)的人機(jī)交互，構(gòu)建工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，基本需要這幾個(gè)主要部分：　　I. 具備感知的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(傳感器或者智能設(shè)備)　　II. 從現(xiàn)場(chǎng)到網(wǎng)關(guān)的信號(hào)通路　　i. 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備自帶總線端口　　ii. 或者通過(guò)控制器中轉(zhuǎn)　　III. 接入 internet 的網(wǎng)關(guān)接口，作為從現(xiàn)場(chǎng)到云服務(wù)的數(shù)據(jù)通道　　IV. 基于 internet 的云服務(wù)器　　V. 客戶端用戶界面 UI(User Inerface)　　　　我們基本上可以認(rèn)為這是一項(xiàng)橫跨“工業(yè)自動(dòng)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(chǎng)總線、互聯(lián)網(wǎng)、通訊、數(shù)據(jù)庫(kù)、服務(wù)器、軟件乃至大數(shù)據(jù)分析等多項(xiàng)復(fù)雜技術(shù)領(lǐng)域?！　‖F(xiàn)狀　　這兩年， 2025 的推進(jìn)，各種工業(yè)IoT和遠(yuǎn)程服務(wù)類(lèi)產(chǎn)品層出不窮、方興未艾，但如果我們仔細(xì)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(dòng)化系統(tǒng)和架構(gòu)的?！　∈紫龋琁oT的基礎(chǔ)之一，就是最后一個(gè)字母所代表的 “Things”，在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的“萬(wàn)物”當(dāng)然就是現(xiàn)場(chǎng)的傳感、設(shè)備和各類(lèi)智能部件了，而目前這些工業(yè)設(shè)備 I/O 組件主要都是由各大自動(dòng)化產(chǎn)品公司提供的，同時(shí)這些產(chǎn)品設(shè)備之間的連接更多的是傾向于使用各自的自動(dòng)化系統(tǒng)總線。也就是說(shuō)，現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與“云端”的聯(lián)結(jié)仍然需要先借道現(xiàn)場(chǎng)總線，然后在通向云端時(shí)借助網(wǎng)關(guān)將設(shè)備系統(tǒng)接入互聯(lián)網(wǎng)。　　　　所以，基于這樣的現(xiàn)實(shí)，現(xiàn)在我們看到的很多“遠(yuǎn)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(guān)與其背后的云端服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)將設(shè)備中現(xiàn)有運(yùn)行數(shù)據(jù)傳送到云端服務(wù)器并進(jìn)行結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)的功能，注意粗體字部分的“現(xiàn)有運(yùn)行數(shù)據(jù)”，就是說(shuō)搭建這樣一套“IoT”系統(tǒng)的前提是必須有設(shè)備控制系統(tǒng)，并且控制器和總線都得是這個(gè)網(wǎng)關(guān)“認(rèn)識(shí)”的?！　×硗?，就目前看來(lái)，很多的“遠(yuǎn)程”“IoT”產(chǎn)品，基本上解決了從設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)到云端的數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)的功能，但對(duì)于信息和數(shù)據(jù)的展示，尤其是在移動(dòng)端的展示和人機(jī)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(biāo)準(zhǔn)界面的頁(yè)面展示和基本功能交互，行業(yè)深度仍然不夠，當(dāng)然就更談不上什么大數(shù)據(jù)分析了。如果要基于應(yīng)用場(chǎng)景展示數(shù)據(jù)圖表，需要比較深度的客戶端開(kāi)發(fā)，而這往往并非這些服務(wù)提供商提供的常規(guī)服務(wù)?！　∷?，對(duì)于目前市面上的工業(yè)“IoT”產(chǎn)品和服務(wù)的認(rèn)識(shí)基本可以這樣看：　　? 使用通用的工業(yè)設(shè)備的 I/O 組件　　? 需基于本地設(shè)備控制系統(tǒng)的集中數(shù)據(jù)采集并預(yù)存儲(chǔ)　　? 需借助通用網(wǎng)關(guān)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(chǔ)　　? 云存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)呈現(xiàn)需單獨(dú)進(jìn)行二次深度開(kāi)發(fā)　　問(wèn)題　　正如本文開(kāi)頭所說(shuō)，這是一項(xiàng)橫跨“工業(yè)自動(dòng)化”和“互聯(lián)網(wǎng) IT”的系統(tǒng)集成，因此，要實(shí)現(xiàn)并達(dá)到完整的IoT物聯(lián)網(wǎng)使用體驗(yàn)，對(duì)工業(yè)制造企業(yè)來(lái)說(shuō)，第一個(gè)問(wèn)題就是要面對(duì)來(lái)自不同技術(shù)領(lǐng)域的多個(gè)供應(yīng)商，而這些供應(yīng)商可能來(lái)自工業(yè)控制、現(xiàn)場(chǎng)總線、互聯(lián)網(wǎng)、通訊、數(shù)據(jù)庫(kù)、服務(wù)器、軟件...等等方面。這其實(shí)對(duì)我們目前的制造企業(yè)來(lái)說(shuō)，無(wú)論從成本、管理和技術(shù)能力等各方面來(lái)說(shuō)，都是不小的挑戰(zhàn)?！　　　⊥瑫r(shí)，當(dāng)下IoT產(chǎn)品大部分是要依賴(lài)設(shè)備控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)連接的，這其實(shí)讓工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用難度和門(mén)檻增加了不少。比如，如果我們的設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有完整的控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線，甚至連控制器都沒(méi)有，是否還需要先做控制系統(tǒng)集成再升級(jí)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(méi)有對(duì)應(yīng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，必須先重新配置設(shè)備控制系統(tǒng)，可能要包括從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備(如傳感器)布置、接線到參數(shù)調(diào)整一系列工作，這些工作交給這些IoT的服務(wù)商靠譜么?　　IoT過(guò)度依賴(lài)于設(shè)備控制系統(tǒng)，大量決策信息與設(shè)備控制信息并行其實(shí)對(duì)控制器提出了極高的挑戰(zhàn)，尤其是未來(lái)的IoT系統(tǒng)將承載大量可能與控制無(wú)關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)感知信息，而這些信息對(duì)控制系統(tǒng)而言，可能并不是必須的。　　另外，這樣的IoT系統(tǒng)需要通過(guò)本地總線、交換機(jī)、控制器和網(wǎng)關(guān)等多個(gè)步驟才能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)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(hù)運(yùn)營(yíng)成本自然也是較高的?！　　　∑鋵?shí)，從目前IoT的市場(chǎng)現(xiàn)狀看，我們現(xiàn)在市面上能看到的大部分“遠(yuǎn)程”“IoT”解決方案，都僅僅實(shí)現(xiàn)了將傳統(tǒng)工業(yè)控制系統(tǒng)與“云”的聯(lián)通，但事實(shí)上聯(lián)通的體驗(yàn)還有很大需要提升的空間。并且僅以現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品組合，是很難滿足制造行業(yè)的復(fù)雜多變的應(yīng)用需求的?！　⌒枰　‘?dāng)下需要解