智能網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)技術(shù) 課件 項目9 NB-IoT 窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

項目九

NB-IoT窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

任務(wù)一NB-IoT簡介

目錄8.1.1NB-IoT概述8.1.2NB-IoT技術(shù)的發(fā)展8.1.3NB-IoT應(yīng)用場景1.NB-IoT概述1.NB-IoT概述NB-IoT全稱之為NarrowBand-InternetofThings，窄帶物聯(lián)網(wǎng)。歸屬于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)范圍的一種。NB-IoT適用低功耗機(jī)器設(shè)備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)聯(lián)接，也被稱為低功耗廣域網(wǎng)(LPWA)，適用續(xù)航長、對數(shù)據(jù)連接規(guī)定較高機(jī)器設(shè)備的高效率聯(lián)接。聽說NB-IoT機(jī)器設(shè)備電池循環(huán)次數(shù)能夠提升至最少十年，另外還能出示十分全方位的房間內(nèi)蜂窩數(shù)據(jù)聯(lián)接遮蓋。NB-IoT頻射網(wǎng)絡(luò)帶寬為200kHz。下行速率：超過160kbps，低于250kbps。上行速率：超過160kbps，低于250kbps(Multi-tone)/200kbps(Single-tone)。2.NB-IoT技術(shù)的發(fā)展2.NB-IoT技術(shù)的發(fā)展3.NB-IoT應(yīng)用場景3.NB-IoT應(yīng)用場景3.NB-IoT應(yīng)用場景3.NB-IoT應(yīng)用場景3.NB-IoT應(yīng)用場景項目九NB-IoT窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

任務(wù)二

NB-IoT關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)架構(gòu)目錄1.NB-IoT的特點2.NB-IoT的關(guān)鍵技術(shù)3.NB-IoT的工作模式4.NB-IoT模塊工作頻率5.NB-IoT的系統(tǒng)架構(gòu)1.NB-IoT的特點1.廣覆蓋NB-IoT專門為物聯(lián)網(wǎng)特別是LPWA連接進(jìn)行設(shè)計，通過空口重傳和超窄帶寬，相比GSM有20dB+增益，意味著更少站點可以覆蓋更廣區(qū)域和強(qiáng)穿透性，可穿透樓層到達(dá)地下室，這將使隱蔽位置的設(shè)備如水電表，以及要求廣覆蓋的寵物跟蹤等業(yè)務(wù)得到應(yīng)用。1.NB-IoT的特點2.低功耗針對小包、偶發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景，NB-IoT設(shè)計獨特的PSM、eDRX特性，終端在發(fā)送數(shù)據(jù)包后，立刻進(jìn)入一種休眠狀態(tài)，不再進(jìn)行任何通信活動，等到它有上報數(shù)據(jù)的請求的時刻，它會喚醒它自己，隨后發(fā)送數(shù)據(jù)，然后又進(jìn)入睡眠狀態(tài)。按照物聯(lián)網(wǎng)終端的行為習(xí)慣，將會達(dá)到99%的時間在休眠狀態(tài)，使得功耗會非常低，實現(xiàn)了設(shè)備超低功耗。1.NB-IoT的特點3.大連接由于NB-IoT的終端便宜，能夠支持大批量部署，特別是各類儀表行業(yè)。在同一基站的情況下，NB-IoT可以比現(xiàn)有無線技術(shù)提供50-100倍的接入數(shù)。一個區(qū)能夠支持10萬個連接，支持低延時敏感度、超低的設(shè)備成本、低設(shè)備功耗和優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。1.NB-IoT的特點4.低成本華為提供SingleRAN解決方案，支持在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上升級改造，從而降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)成本。NB-IoT的芯片是專門為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備設(shè)計的，只針對窄帶、低速率、并針對物聯(lián)網(wǎng)需求只支持單天線、半雙工方式，另外簡化了信令處理，大幅降低終端芯片價格到幾美金。2.NB-IoT的關(guān)鍵技術(shù)1.窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）科技傳感器技術(shù)這也是計算機(jī)應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)。大家都知道，到目前為止絕大部分計算機(jī)處理的都是數(shù)字信號。自從有計算機(jī)以來就需要傳感器把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號計算機(jī)才能處理。在物聯(lián)網(wǎng)科技中也不例外，傳感器的模擬信號必須轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號才可以被計算機(jī)識別處理。2.NB-IoT的關(guān)鍵技術(shù)2.窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）科技RFID標(biāo)簽也是一種傳感器技術(shù)，RFID技術(shù)是融合了無線射頻技術(shù)和嵌入式技術(shù)為一體的綜合技術(shù)，RFID在自動識別、物品物流管理有著廣闊的應(yīng)用前景。2.NB-IoT的關(guān)鍵技術(shù)3.窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）科技嵌入式系統(tǒng)技術(shù)

是綜合了計算機(jī)軟硬件、傳感器技術(shù)、集成電路技術(shù)、電子應(yīng)用技術(shù)為一體的復(fù)雜技術(shù)。經(jīng)過幾十年的演變，以嵌入式系統(tǒng)為特征的智能終端產(chǎn)品隨處可見；小到人們身邊的MP3,大到航天航空的衛(wèi)星系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)正在改變著人們的生活，推動著工業(yè)生產(chǎn)以及國防工業(yè)的發(fā)展。如果把物聯(lián)網(wǎng)用人體做一個簡單比喻，傳感器相當(dāng)于人的眼睛、鼻子、皮膚等感官，網(wǎng)絡(luò)就是神經(jīng)系統(tǒng)用來傳遞信息，嵌入式系統(tǒng)則是人的大腦，在接收到信息后要進(jìn)行分類處理。這個例子很形象的描述了傳感器、嵌入式系統(tǒng)在窄帶物聯(lián)網(wǎng)中的位置與作用。3.NB-IoT的模塊工作方式1.Connected(連續(xù)狀態(tài))

模塊處于Active（工作）模式，模塊注冊入網(wǎng)后處于該狀態(tài)，所有功能正常使用，在該狀態(tài)時模塊可以發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，無數(shù)據(jù)交互超過一段時間后會進(jìn)入Idle模式，這段等待時間可進(jìn)行自由配置。模塊在此狀態(tài)可以切換到Idle和PSM模式。3.NB-IoT的模塊工作方式2.Idle(空閑狀態(tài))

模塊處于LightSleep（輕休眠）模式，處于該狀態(tài)的模組可收發(fā)數(shù)據(jù)，此時模塊的網(wǎng)絡(luò)處于DRX或eDRX狀態(tài)，模塊在此狀態(tài)可以切換到Connected和PSM模式。3.NB-IoT的模塊工作方式3.PSM（省電狀態(tài)）

模塊處于DeepSleep（深睡眠）模式，CPU掉電，模塊內(nèi)部只有RTC工作，網(wǎng)絡(luò)處于非連接狀態(tài)，無法接收下行數(shù)據(jù)，模塊在此狀態(tài)可以切換到Connected模式。4.NB-IoT模塊工作頻率NB-IoT模塊的工作頻率與其型號息息相關(guān)，由于NB模組的工作環(huán)境是由運(yùn)營商提供的，因此每個模組如需接入網(wǎng)絡(luò)就需要符合運(yùn)營商所提供通信頻率，目前國內(nèi)三大運(yùn)營商的NB網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營頻率如表所示。5.NB-IoT的系統(tǒng)架構(gòu)項目九

NB-IoT窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

任務(wù)三

NB-IoT的模組AT指令集目錄1.什么是AT指令2.NB-IoT模組AT指令集什么是AT指令A(yù)T指令是應(yīng)用于終端設(shè)備與PC應(yīng)用之間的連接與通信的指令。AT即Attention。每個AT命令行中只能包含一條AT指令;對于AT指令的發(fā)送，除AT兩個字符外，最多可以接收1056個字符的長度(包括最后的空字符)。什么是AT指令A(yù)T指令集是從終端設(shè)備(TerminalEquipment，TE)或數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DataTerminalEquipment，DTE)向終端適配器(TerminalAdapter，TA)或數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備(DataCircuitTerminalEquipment，DCE)發(fā)送的。每個AT命令行中只能包含一條AT指令;對于由終端設(shè)備主動向PC端報告的URC指示或者response響應(yīng)，也要求一行最多有一個，不允許上報的一行中有多條指示或者響應(yīng)。AT指令以回車作為結(jié)尾，響應(yīng)或上報以回車換行為結(jié)尾。

什么是AT指令A(yù)T指令是以AT作首，

字符結(jié)束的字符串，AT指令的響應(yīng)數(shù)據(jù)包在中。每個指令執(zhí)行成功與否都有相應(yīng)的返回。其他的一些非預(yù)期的信息(如有人撥號進(jìn)來、線路無信號等)，模塊將有對應(yīng)的一些信息提示，接收端可做相應(yīng)的處理。什么是AT指令示例:CDMAmodemDTEAT<CR><LF>OK<LF>ATTEST<CR><CR>ERROR<LF>如果AT指令執(zhí)行成功，"OK"字符串返回;如果AT指令語法錯誤或AT指令執(zhí)行失敗，"ERROR"字符串返回。

2.NB-IoT模組AT指令

AT

指令分類執(zhí)行命令：AT+<CMD>配置寄存器：AT+<cmd>=p1,p2,p3....查看寄存器的參數(shù)范圍：AT+<cmd>=?查看寄存器的值：AT+<cmd>?

2.NB-IoT模組AT指令A(yù)T+NRB重啟NB模塊，模塊自動入網(wǎng)返回：重啟信息AT+CFUN?查看SIM卡是否正常返回：1-正常0-不正常AT+NBAND?查看設(shè)置的頻段信息返回：所支持的頻段

2.NB-IoT模組AT指令

AT+CGATT?查看是否附著上基站返回：1-附著基站成功0-沒有附著上基站AT+CGATT=1手動附著基站，如果當(dāng)?shù)赜蠳B網(wǎng)絡(luò)的話，一般的自動就會附著的返回：ok-設(shè)置成功

2.NB-IoT模組AT指令

AT+CSQ查詢信號強(qiáng)度返回：第一個參數(shù)：0-31，第二個參數(shù)：99—表示網(wǎng)絡(luò)正常返回：第一個參數(shù)：99，第二個參數(shù)：99—表示網(wǎng)絡(luò)不正常AT+CGSN=1查詢設(shè)備唯一表示碼—國際