智能物联网之共享单车智能锁是如何接入云端的

•    微博: 小样儿老师2015

雷军曾经说过“站在风口上,猪都能飞起来”,共享单车作为现阶段的资本风口,一直吸引着各家媒体的目光,今天就来聊一聊单车如何联网的事。

单车联网的核心就是车上的智能锁,智能锁的通讯系统主要经历过一下三个阶段的发展。

阶段1:短信指令

车锁内部集成 GSM 模块,这个模块说白了就是一个当年的插了SIM卡的黑白功能手机,手机始终是开机的状态,时刻要接收信号,服务器通过短信的方式将一段ACSII码指令发送单车,车锁上控制电路板解析指令。该模式下缺点是状态回传成本较高(服务器解析出状态),整个车锁电量,闭合状态等回传的数据都要在空闲(深夜02-04点)回传,一般短信公司接口都不会接特别多,一旦短信接口出现故障,就容易造成大规模瘫痪。此外,不方便做授权回收和车本身地理坐标跟踪。


阶段2GPRS流量与云端服务器数据互通

服务器通过GPRS/3G流量来完成数据交互,过程如下:

一、手机扫描自行车,获得自行车唯一的ID标志,手机接着会向服务器提交一个请求(提交信息里包含:用户信息,请求动作,车辆ID);

二、服务器收到用户开锁请求,此时会根据请求信息,接着向指定ID的自行车发出开锁指令;

三、自行车收到服务器指令,会执行相应的开锁动作。


阶段3NB-IoT(窄带物联网)

使用NB-IoT技术和使用GPRS数据传输的工作模式是一样的,只不过NB-IoT技术更为先进,接下来对NB-IoT进行解读。

一、为什么NB-IoT会出现?

据预测,2016年全球将会使用64亿个物联网设备每天将有550万个设备连网,而“万物互联”实现的基础之一在于数据的传输,不同的物联网业务对数据传输能力和实时性都有着不同要求。根据传输速率的不同,可将物联网业务进行高、中、低速的区分:

· 高速率业务:主要使用3G、4G技术,例如车载物联网设备和监控摄像头, 对应的业务特点要求实时的数据传输;

· 中等速率业务:主要使用GPRS技术,例如居民小区或超市的储物柜,使用频率高但并非实时使用,对网络传输速度的要求远不及高速率业务;

· 低速率业务:业界将低速率业务市场归纳为LPWAN(Low Power Wide Area Network)市场,即低功耗广域网。目前还没有对应的蜂窝技术,多数情况下通过GPRS技术勉力支撑,从而带来了成本高、影响低速率业务普及度低的问题。

也就是说目前低速率业务市场急需开拓,而低速率业务市场其实是最大的市场,如建筑中的灭火器、科学研究中使用的各种监测器,此类设备在生活中出现的频次很低,但汇集起来总数却很可观,这些数据的收集用于各类用途,比如改善城市设备的配置等等。

而NB-IoT就是一种新的窄带蜂窝通信LPWAN(低功耗广域网)技术,可以帮助我们解决这个问题。

二、NB-IoT的优势是什么?

作为一项应用于低速率业务中的技术,NB-IoT的优势不难想象:

强链接: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。一个扇区能够支持10万个连接,支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构。举例来说,受限于带宽,运营商给家庭中每个路由器仅开放8-16个接入口,而一个家庭中往往有多部手机、笔记本、平板电脑,未来要想实现全屋智能、上百种传感设备需要联网就成了一个棘手的难题。而NB-IoT足以轻松满足未来智慧家庭中大量设备联网需求。

高覆盖:NB-IoT室内覆盖能力强,比LTE提升20dB增益,相当于提升了100倍覆盖区域能力。不仅可以满足农村这样的广覆盖需求,对于厂区、地下车库、井盖这类对深度覆盖有要求的应用同样适用。以井盖监测为例,过去GPRS的方式需要伸出一根天线,车辆来往极易损坏,而NB-IoT只要部署得当,就可以很好的解决这一难题。

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。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,设备续航时间可以从过去的几个月大幅提升到几年。

低成本:与LoRa相比,NB-IoT无需重新建网,射频和天线基本上都是复用的。以中国移动为例,900MHZ里面有一个比较宽的频带,只需要清出来一部分2G的频段,就可以直接进行LTE和NB-IoT的同时部署。低速率、低功耗、低带宽同样给NB-IoT芯片以及模块带来低成本优势。模块预期价格不超过5美元。

不过,NB-IoT仍有着自身的局限性。在成本方面,NB-IoT模组成本未来有望降至5美元之内,但目前支持蓝牙、Thread、ZigBee三种标准的芯片价格仅在2美元左右,仅支持其中一种标准的芯片价格不到1美元。巨大的价格差距无疑将让企业部署NB-IoT产生顾虑。

此外,大部分物联网场景如智能门锁、数据监测等并不需要实时无线联网,仅需近场通信或者通过有线方式便可完成。若更换NB-IoT,是否物有所值?

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