《窄带物联网技术基础与应用》第02章-202004011[21页]
窄带物联网技术与应用研究
窄带物联网技术与应用研究
窄带物联网（Narrowband Internet of Things，NB-IoT）是一种新型的无线通信技术，专门为物联网应用而设计。
相比于传统的宽带物联网技术，NB-IoT具有覆盖范围广、能耗低、连接数多、成本低等特点，适用于大规模、低速度、低数据量的物联网应用。
NB-IoT技术采用频分多址技术，利用GSM空余频段实现低功耗、长传输距离的数据传输。
其主要优势包括以下几个方面：
首先，NB-IoT具有广泛的覆盖范围。
该技术利用900MHz带宽实现了广域覆盖，可以穿透建筑物，适应于城市、乡村等各种环境，保证了物联网设备的无处不在。
其次，NB-IoT具有低能耗特性。
由于NB-IoT的数据传输速率较低且连接稳定，无线通信模块可以在低功耗状态下长时间运行，从而延长物联网设备的电池寿命，降低维护成本。
再次，NB-IoT支持大规模连接。
面向物联网场景设计的通信协议使得NB-IoT可以支持数以亿计的设备连接，实现海量设备的管理和控制，满足物联网应用中的大规模、分散式的需求。
此外，NB-IoT技术的应用也非常广泛。
在智慧城市领域，NB-IoT可以用于智能停车、智能垃圾桶等设备的连接和数据传输；在农业领域，NB-IoT可以应用于农业环境监测、水土保持等领域；在工业领域，NB-IoT可以用于工业设备的远程监控和故障诊断等。
总的来说，NB-IoT技术适用于大规模、低速度、低数据量的物联网场景，具有广泛的应用前景。
随着技术的不断发展和成熟，NB-IoT将成为推动物联网普及的重要技术之一。
窄带物联网(NB-IoT)应用与安全
窄带物联网(NB-IoT)应用与安全窄带物联网(NB-IoT)是一种专门设计用于连接大量物体、设备和传感器的低功耗、低成本的无线连接技术。
它能够为物联网设备提供长距离的连接，同时还能够在室内和地下环境中提供良好的覆盖。
由于其低功耗、低成本和广泛的覆盖范围特点，NB-IoT被广泛应用于各种领域，包括智能城市、智能家居、工业自动化、农业和环境监测等。
随着NB-IoT技术的不断普及和应用，相关的安全问题也逐渐凸显出来。
物联网设备的安全问题一直备受关注，因为它们可能成为黑客攻击的目标，导致数据泄露、设备被控制或者服务被中断。
在NB-IoT应用中，安全问题成为了需要重点关注的一个方面。
NB-IoT设备的安全问题主要体现在以下几个方面：1. 数据安全：NB-IoT设备通过传输传感器数据来实现设备控制和监测，因此传感器数据的安全性非常重要。
如果这些数据被黑客获取或篡改，就可能会对设备和相关系统造成严重影响。
2. 设备安全：NB-IoT设备的物理安全问题也是需要考虑的。
如果设备遭受到恶意攻击或者被盗，可能会导致设备被篡改或者破坏，造成损失。
3. 网络安全：NB-IoT设备通过无线网络连接，因此网络安全问题也需要重视。
黑客可以利用网络漏洞或者攻击来获取设备数据或者干扰设备运行。
针对这些安全问题，我们需要采取一系列措施来保障NB-IoT设备的安全。
首先是加强设备和数据的加密保护，确保传感器数据在传输和存储过程中不会被未经授权的访问。
对NB-IoT设备进行严格的访问控制，只允许授权用户或设备进行访问和操作，避免未经授权的访问。
加强设备的物理安全措施，防止设备被盗或者篡改。
完善网络安全措施，包括网络防火墙、入侵检测系统等，及时发现并应对网络攻击。
除了这些技术手段，合规和标准化工作也非常重要。
相关的政府和行业组织应该加强监管和制定相关标准，确保NB-IoT设备的安全性达到一定的标准。
也需要推动企业加强安全意识培训，提高员工对安全问题的认识和应对能力。
【NB-IoT_物联网】_《窄带物联网(NB-IoT)技术与应用解决方案》
物联网 核心网
MME/SGW/PGW PSM/eDRX 简化NAS protocol 及Data Over NAS 基于覆盖水平的寻呼 UE 鉴权认证
物联网 平台
连接管理 (SIM, 业务编排 ，设 备管理，数据收集等) 业务使能(数据分析，能力开 放，应用生命周期管理) Portal/BSS/OSS
第8页
NB-IoT端到端解决方案协议与原理
智能仪表 MCU Application 芯片 CoAP AP UDP/IP
CoAP HTTP UDP/IP TCP/IP
Application CoAP UDP/IP
芯片CP NAS
Uu
Uu
NAS
NB-IoT 终端
NB-IoT
S1-lite
虚拟EPC /控制器 MME HSS PGW SGW
应用场景
• 视频监控 • 智慧城市 • 智慧医疗 • 机器人
业务特征
• 速率＞1Mbps，视 频信息
• 流量高 • 功耗不敏感
• 车联网（LTE V2X）
• 智能家居（需视频）
•
• 智能穿戴（需语音）
• 智能建筑 • M2M，POS
•
数据收集与控制类：
•
• 远程抄表
• 智能停车
• 智能路灯
•
• 环境监测
MME S11
Uu
C-SGN
S6a S6a*
T6a S8*
S5/8
LTE-M
S1-U
eNodeB
MTC/eMTC
E-UTRAN
S-GW CG
大数据
S9
S6t
SCEF Gx Rx
APIs AS Internet
《窄带物联网技术基础与应用》第05章-20200507
是否有数据更新的一些方法，但效果不甚理想。例如当服务器有连续变化的实时数据时
，客户端就无法很好地及时获取。寻找一个好的方法，既能够让客户端及时获取服务器 端的新数据，又不会浪费资源，一直是技术人员努力的目标，这就是WebSocket出现的 历史背景。
1．UECom基本使用步骤 （1）打开通信模组电源，使通信模块处于供电状态。若需重启通信模组，则先关闭 电源，短暂延时后再开启通信模组的电源。 （2）初始化UECom构件。与通讯模组建立串口通信，并获取SIM卡的IMSI。 （3）与网络运营商的基站建立连接。在基站连接成功后，与指定的服务器和端口建 立TCP连接。若连接失败，则返回失败提示，并继续尝试连接。 （4）获取通信模组相关信息、GNSS定位信息、与基站相关的信息，以及金葫芦套件 型号、版本号等信息。 （5）在有发送请求时，开启发送模式，将数据通过已经建立的TCP通道发送出去。 （6）开启UECom串口中断。通过串口中断接收网络发送来的数据，再进行相关数据 处理。
前面一章着重讲解了终端UE与云侦听程序之间的通信过程，有了这些实践基础，相信 读者对终端UE与云侦听程序已经有了一些基本的概念。本章将:
系统给出实例代码分析终端UE框架； 理解终端UE与CS-Monitor通信构件UECom； 给出云侦听程序CS-Monitor框架解析与执行流程； 理解CS-Monitor中通信接口类HCICom类和数据入库过程。
中断接收函数
8
uecom_transparentInterrup t
透明传输中断接收函数
9
uecom_gnssSwitch
设置GNSS的状态
10 uecom_gnssGetInfo
《窄带物联网技术基础与应用》第01章-20200401
通讯技术
NB-IoT
GPRS
LoRa
终端连接数 200k/cell（cell<hub）
1k/hub
200k~300k/hub
最大覆盖范围 22km
成本
5美元/个
终端电池工作 时长
10年
穿透力
链路预算为：164 db
5km 5美元/个 0.25年
链路预算为：144 db
20km 5美元/个 10年
链路预算为：168 db
第二步，在已经下载本书电子资源的前提下，双击运行电子资源中“.. \04-Soft\ch011\Client\bin\Debug\AHL-Iot.exe”文件。
正常情况下，会出现如下图1-6所示的界面，间隔几分钟，可以看到苏大终端的上传的 一条最新实时数据。
图1-6 CS-Client实时数据窗体
3GPP：第三代合作伙伴计划3GPP，成立于1998年12月，是一个有关通信的国际标准 化机构。
蜂窝网络：我们用的手机属于蜂窝网络。“蜂窝”是指传送信号的铁塔布局，像蜂窝 六边型结构，每个顶点布局一个铁塔以便安装无线收发设备，可以实现最大覆盖面。
1.1.1 物联网无线通信连接方式的分类
从通信速率角度划分，可以将物联网连接分为高速率、中速率与低速率三种类型。高 速率（速率>1Mbps），以视频信息为特征；中速率（100Kbps<速率<1Mbps），以语音 及图片信息为特征；低速率（速率<100Kbps），以文本信息为特征。针对不同的应用场 景，需要选择合适的通信模式。
1.5 实践平台—金葫芦NB-IoT开发套件简介
物联网是软/硬件综合体，没有终端UE硬件，物联网的开发一定是纸上谈兵。为了能够 实现“照葫芦画瓢”这个核心理念，首先要设计好“葫芦”。为此设计了金葫芦NB-IoT 开发套件。该套件不同于一般评估系统，它根据软件工程的基本原则设计了各类的标准 模板（“葫芦”），为“照葫芦画瓢”打下坚实基础，该套件由文档、硬件、软件三个 部分组成，详细情况见“附录一 AHL-NB-IoT实践平台硬件资源”。
浅谈窄带物联网及应用
浅谈窄带物联网及应用随着物联网技术的不断发展，窄带物联网（Narrowband Internet of Things，NB-IoT）逐渐成为了物联网的一个重要组成部分，适用于一些对网络延迟和成本要求较低的场景。
本文将从以下几个方面浅谈窄带物联网及应用：概述、技术特点、应用案例和发展前景。
一、概述窄带物联网是指利用现有的4G/5G移动通信网络，通过对信道占用、接入延迟、安全性等方面进行优化，来实现窄带物联网的数据传输与通信的一种技术。
而在物联网领域，窄带物联网则通常指的是低功耗广域的物联网通信系统。
NB-IoT技术作为一种新型的物联网技术，其设计目标是满足广覆盖、低功耗、延迟低、可靠性高等多种要求。
二、技术特点1.低功耗：窄带物联网可应用于长期使用、经济实惠的设备，其耗电量低于蜂窝网络，并且能够有效延长电池寿命。
2.广覆盖：窄带物联网通过对无线信道进行优化来实现以上述低功耗为基础的广覆盖。
而广覆盖的实现则极大地增强了NB-IoT技术的优势，在各类环境下都可使用。
3.连接性能强：NB-IoT技术可以作为4G/5G标准中的一部分，使得它的连接性能强大，并且具有更好的抗干扰能力。
4.较低的网络延迟：窄带物联网还具有较低的网络延迟，而这也是适用于很多IoT应用的重要特点。
窄带物联网的运营商因此可以提供更快的服务，而此种物联网的应用也因此能够有效地与现有业务相结合。
三、应用案例1.智慧城市在城市管理领域，NB-IoT技术可以应用在基础设施的监控和管理，通过分析数据来实现城市管理的更加智能化。
对于整个城市的一些需要监测的设施（如红绿灯、公共设施、路灯等），可以利用窄带物联网技术来实现数据的收集和传输，从而实现智慧城市管理。
2.智能家居窄带物联网技术也可以应用在智能家居的控制上，使得家电如冰箱、电视、空调等能够被连接互联，形成一个完整的智能生态系统。
这能够解决人们在日常生活中的许多问题，同时降低日常生活的成本，让生活更加智慧便利。
窄带物联网(NB-IoT)技术开发及应用研究
窄带物联网（NB-IoT）技术开发及应用研究
窄带物联网（NB-IoT）是一种低功耗、宽覆盖、低成本的无线通信技术，专门用于物联网领域。
该技术在传输数据时采用窄带调制方式，能够实现物联网设备的长期低功耗运行。
NB-IoT技术的开发主要包括硬件设计和软件开发两个方面。
在硬件设计方面，需要设计能够与NB-IoT网络通信的模块或芯片，这些模块或芯片需要具备低功耗、低成本和小尺寸的特点。
还需要设计配套的天线、电源管理等硬件组件，以保障设备的正常运行。
在软件开发方面，需要开发适用于NB-IoT设备的通信协议栈和网络层协议。
通信协议栈是指用于设备与网络之间进行通信的软件模块，包括物理层、数据链路层、网络层和传输层等。
网络层协议是指设备与设备之间互相通信时使用的协议，如IP协议等。
开发者需要根据NB-IoT技术的特点，对这些协议进行优化和适配。
NB-IoT技术的应用涉及多个领域，包括智能家居、智能交通、智慧城市等。
在智能家居方面，NB-IoT可以实现家庭设备的远程监控和控制，如智能门锁、智能温控器等。
在智能交通方面，NB-IoT可以应用于车辆追踪、停车管理等场景，帮助提升交通管理的效率和便利性。
在智慧城市方面，NB-IoT可以应用于垃圾桶智能管理、环境监测等领域，为城市管理部门提供精准的数据支持。
NB-IoT技术的开发及应用研究对于推动物联网的发展具有重要意义。
随着NB-IoT技术的不断进步和应用领域的拓宽，相信未来物联网将为人们的生活和工作带来更多的便利和创新。
《窄带物联网技术基础与应用》第09章-20200604
图9-3 实时数据窗体执行流程
3．WebSocket服务器与客户端通信流程 WebSocket服务器与客户端通信流程如图9-4所示，下面来解析WebSocket服务端与 客户端之间数据的通信细节。
（1）服务器推送通知：recv。在服务器CS-Monitor中，当终端实时数据到来时触 发HCICom的数据接收事件，执行函数IoT_recv（该函数位于FrmRealtimeData.cs中 ），然后服务器以广播的方式将实时数据到来的通知推送出去。
时数据窗体中可编辑的文本框内容，并单击“回发”按钮就可将数据发往终端。如果终 端（UE）收到该数据，则会更新LCD屏幕上的信息，表示数据已经成功回传到终端（ UE），此为下行数据过程。读者也可以在终端（UE）的触摸键TSI上触摸3次（或3的倍 数），则会触发终端（UE）再次上传数据到客户端，如果在客户端的实时数据窗体中更
（4）客户端回发数据：send。当客户端CS-Client收到服务器发来的实时数据时， 会将该数据显示在实时数据窗体中，客户端可以修改这些数据，并单击“回发”按 钮，将数据发给终端。
CS-Client
CS-Monitor
终端UE
1.收到UE的数据
2.广播ISMI号（cmd=recv）
3.查询list控件当前IMSI号 4.读取实时数据帧（cmd=ask）
2．历史数据窗体最新一帧按键
以请求最新一帧为例，历史数据请求代码如下所示，该代码段位于历史数据窗体 的BtnNewFrm_Click函数中，其余数据库操作按键事件的实现与最新一帧按键事件 实现基本类似，因此该事件的实现细节可作其他按键事件的参考。
最新一帧按键事件执行内容包括：创建JsonCommand对象，该对象内容为向 WebSocket服务器请求第CurrentRow帧数据。这里的CurrentRow的值等于 frmMain.NewestCount的值，frmMain.NewestCount在每次接收到WebSocket服务器 的JSON数据后会进行更新，该值大小等于数据库当前最新一帧数据的行号；最后置 frmMain.cmd =1，表示历史数据窗体在请求数据。
窄带物联网NB-iot技术及应用解决方案
及应用解决方案内容23当前蜂窝物联网的主要技术走向POS，Smart Home, M2M Backhaul…Sensors, Meters, Tracking, Logistics, Smart Parking, Smart agriculture …高速率GPRS/CDMA/MTC/eMTC3G/4G网络技术CCTV, eHealth，…中速率低速率NB-IOT， SigFox， LoRaGPRS/CDMA 退网前，eMTC 难以有替代机会空白市场，由于缺乏针对性技术，没有很好的的满足车载娱乐系统空间大市场机会LPWA 开启低功率广覆盖物联网市场，NB IoT 具备技术比较优势移动物联网技术的不同定位高安全性高可靠性高速率低功耗高频谱效率大覆盖低成本低时延短距通信（WiFi等）NB IOT 私有技术（LoRa等）NB IoT相对短距通信/私有技术优势明显技术制式网络定位国际标准NB IOT 可与现蜂窝网融合演进的低成本电信级的高可靠性、高安全性广域物联网技术私有技术LoRa 需独立建网、无执照波段的高风险局域网物联技术Sigfox不适配国内无执照波段、由Sigfox建网与运营商合作的高成本高风险物联网技术1m100m10kmBluetooth ZigBee…（短距覆盖）WiFi（短距覆盖）UMTS/LTE （高成本覆盖）GSMLPWA（低功率广覆盖）覆盖100bps100kbps100Mbps速率NB-IOT四大优势，专门定位“低频、小包、时延不敏感”物联网业务20dB 增益<2$ 模组成本10 年电池寿命>50K 连接数每小区广覆盖•窄带功率谱密度提升 •重传次数：16次•编码增益•简化射频硬件•简化协议降低成本•减小基带复杂度•简化协议 , 芯片功耗低•功放效率高•发射/接收时间短•频谱效率高•小包数据发送特征•终端极低激活比低功耗海量连接低成本NB-Iot 物联网大幕开启2020年IoT 总连接将达到300亿，市场空间达到1.7万亿美金数据来源: IDC总连接数市场空间物联网是未来确定性高增长的业务著名的梅特卡夫法则(Metcalfe Law)描述了一种经济现象，是关于网络的价值与网络节点数的关系：网络。
窄带物联网(NB-IoT)技术开发及应用研究
窄带物联网（NB-IoT）技术开发及应用研究窄带物联网（NB-IoT）是一种为物联网应用而设计的低功耗，低成本，广覆盖的无线通信技术。
NB-IoT的传输速率较低，但它提供了更长的信号传输距离和更高的室内/室外穿透能力。
NB-IoT技术的开发主要包括硬件开发和软件开发。
在硬件方面，NB-IoT模块是必备的设备。
这些模块通常由芯片、射频前端和一系列外部接口组成。
硬件开发的目标是创建一个小巧、高性能、低功耗的NB-IoT模块。
还需要考虑模块的可靠性、稳定性和成本效益。
在软件开发方面，NB-IoT的应用程序通常通过嵌入式系统来实现。
开发者需要编写适用于NB-IoT模块的驱动程序，并实现与云平台或其他系统的数据通信。
开发人员还需要设计和实现用于数据处理和分析的算法。
NB-IoT技术的应用研究主要集中在以下几个方面：1. 环境监测：NB-IoT技术可以用于监测和控制环境污染物、温度、湿度等参数。
可以在城市中部署NB-IoT传感器，实时监测空气质量，并提供相关的警报和建议。
2. 物流和仓储管理：NB-IoT技术可以在物流和仓储过程中实现实时跟踪和管理。
通过将NB-IoT传感器安装在货物上，可以实现对货物位置和状态的远程监控，提高仓储和物流的管理效率。
3. 城市安全和智能交通：通过在城市中部署NB-IoT设备，可以实现对交通流量、停车场、公共交通和道路状况的实时监测和管理。
这可以帮助城市管理部门更有效地规划交通和应对突发事件。
4. 农业和环境保护：NB-IoT技术可以应用于农业领域，实现对农作物的远程监控和智能灌溉。
NB-IoT技术还可以用于监测和控制环境因素，如土壤湿度、温度和光照，以保护环境和提高农作物产量。
5. 健康监控：通过在医疗设备中集成NB-IoT技术，可以实现对病人的远程监测和健康管理。
可以通过NB-IoT传感器监测病人的心率、血压和体温等生理参数，并将数据传输到云平台，以便医生可以进行远程诊断和监控。
窄带物联网(NB-IoT)技术开发及应用研究
窄带物联网（NB-IoT）技术开发及应用研究窄带物联网（NB-IoT）技术是一种为低功耗、低速率、广覆盖的物联网设备而设计的无线通信技术。
近年来，随着物联网行业的快速发展，NB-IoT技术逐渐成为物联网领域的热门话题之一。
本文将就NB-IoT技术的开发及应用进行深入研究，探讨其在各个行业的潜在应用价值，并分析其未来的发展前景。
一、NB-IoT技术的基本原理NB-IoT技术是一种基于蜂窝网络的窄带通信技术，它通过使用现有的蜂窝基站，支持大规模的物联网设备接入和广覆盖的通信。
NB-IoT技术的关键特点包括低功耗、广覆盖、连接密度高、成本低、安全可靠等。
NB-IoT技术使用窄带信号进行通信，使其在城市、乡村、室内等各种环境下都能提供良好的覆盖和连接效果。
NB-IoT技术还具有很强的抗干扰能力和低功耗特性，能够满足物联网设备长时间工作的需求。
1. NB-IoT芯片的研发NB-IoT技术的实现离不开硬件支持，而NB-IoT芯片是实现NB-IoT功能的关键部件之一。
目前全球范围内已经有多家芯片厂商推出了符合3GPP标准的NB-IoT芯片产品，如华为、高通、联发科等。
这些芯片产品具备低功耗、高性能和低成本的特点，为NB-IoT技术的实际应用提供了坚实的硬件基础。
NB-IoT模组是将NB-IoT芯片和天线等元器件集成在一起的模块化产品，可以方便地应用到各种物联网终端设备中。
各大模组厂商已经推出了多款符合NB-IoT标准的模组产品，支持多种尺寸、功耗和功能的需求。
这些NB-IoT模组可以为物联网设备提供快速、简便的接入方式，降低了物联网设备的开发和部署成本。
NB-IoT网络是NB-IoT技术应用的基础设施，包括基站、核心网等部件。
目前全球范围内各大运营商纷纷开始建设和部署NB-IoT网络，以支持各种垂直行业的物联网应用。
这些NB-IoT网络具备良好的覆盖能力和通信质量，为物联网设备提供了可靠的通信支持。
4. NB-IoT终端设备的应用NB-IoT技术可以应用到各种垂直行业的物联网终端设备中，如智慧城市、智慧家居、智慧农业、智慧医疗等领域。
窄带物联网(NB-IoT)应用与安全
窄带物联网(NB-IoT)应用与安全【摘要】本文围绕窄带物联网（NB-IoT）的应用与安全展开讨论。
在简要介绍了NB-IoT技术、在物联网中的应用以及安全性的重要性。
接着在正文部分分析了NB-IoT在智能城市和工业领域中的安全性考量，并探讨了其安全性问题和解决方案。
最后在结论部分指出NB-IoT的安全性关乎整个物联网的安全，强调了NB-IoT应用的安全性需不断加强，同时展望了NB-IoT在安全性方面的发展前景。
本文旨在强调NB-IoT在安全方面的重要性，并为其未来发展提出了建设性的建议。
【关键词】关键词：窄带物联网(NB-IoT)、应用、安全、物联网、智能城市、工业、安全性考量、安全应用、安全性问题分析、安全性解决方案、未来发展趋势、整个物联网安全、发展前景。
1. 引言1.1 NB-IoT技术简介窄带物联网(NB-IoT)是一种广泛应用于物联网领域的通信技术，它基于窄带技术，具有低功耗、广覆盖、连接稳定等特点。
NB-IoT可以实现物联网设备之间的互联互通，使得设备能够实现数据的交换和共享。
与传统的物联网技术相比，NB-IoT具有更低的功耗和更广泛的覆盖范围，因此在智能城市、智慧农业、智能交通等领域得到了广泛应用。
NB-IoT技术基于蜂窝网络，充分利用现有的2G、3G、4G网络基础设施，可以实现快速部署和低成本接入。
NB-IoT还支持大规模设备连接和多业务传输，能够满足不同领域的物联网需求。
NB-IoT技术简介了解目前物联网领域的快速发展和多样化需求，为实现智能、高效、安全的物联网应用提供了重要技术支持。
在接下来的内容中，我们将重点讨论NB-IoT在物联网中的应用以及其在安全性方面的重要性。
.1.2 NB-IoT在物联网中的应用NB-IoT在物联网中的应用范围非常广泛，可以应用于智能家居、智能交通、智慧城市等各个领域。
在智能家居中，NB-IoT可以连接家庭中的各种智能设备，如智能门锁、智能家电等，使其实现远程控制和智能化管理。
通信领域中的窄带物联网应用
通信领域中的窄带物联网应用随着人们对物联网的关注不断增加，出现了一种新型的通信技术，即窄带物联网(Narrowband IoT, 简称NB-IoT)。
相比于传统的物联网通信协议，如WiFi、蓝牙等，窄带物联网具有功耗低、覆盖广等特点，能够满足低功耗、低速率的物联网应用需求。
在通信领域中，窄带物联网有着广泛的应用，本文将从物流、智能家居、智慧城市等多个方面探讨窄带物联网在通信领域中的应用。
一、物流行业中的窄带物联网应用物流行业是窄带物联网的一个重要应用领域。
传统的物流行业中，货物的物流流程需要较多的人工干预，流程繁琐、效率低下。
而有了窄带物联网技术，货物的物流流程将实现数字化、自动化的转变。
首先，窄带物联网技术可以实现货物的实时监测。
通过将NB-IoT模块嵌入货物中，实现对货物的实时、精准的监测，包括货物的位置、温度、湿度等信息。
如对于食品行业，窄带物联网可以实现对食品的温度、湿度、通风等因素的监测，确保食品的安全性。
其次，窄带物联网还可以实现对物流设备的监测和管理。
物流设备包括货车、集装箱等，通过为这些设备添置NB-IoT模块，可以对其进行实时监测，包括设备的位置和状态等信息。
如对于物流园区，窄带物联网技术可以实现对设备的调度和管理，提高物流效率。
二、智能家居中的窄带物联网应用智能家居是近年来兴起的一个概念，以实现家居物品互联、智能化为目的。
窄带物联网技术的出现，将为智能家居提供更多的应用场景。
首先，在智能家居中，窄带物联网技术可以实现对家居设备的管理。
如对于家庭中央空调系统，通过添置NB-IoT模块，可以实现对其状态的监测和调节，提高用电效率；对于家庭安全，可以添置针孔摄像头，通过窄带物联网实现监测和控制，提高家庭安全性。
其次，窄带物联网技术还可以应用于家居照明智能化。
通过为灯具添置NB-IoT模块，实现灯具之间的互联，实现不同场景下的灯光调节、颜色调节等，提高用户的舒适度。
三、智慧城市中的窄带物联网应用智慧城市是将现代信息技术应用于城市管理和生活服务中的一种新型城市发展模式。
窄带物联网(NB-IoT)技术开发及应用研究
窄带物联网（NB-IoT）技术开发及应用研究NB-IoT（Narrowband Internet of Things）是指一种基于蜂窝网络的低功耗、远距离、大规模部署的物联网通信技术。
NB-IoT技术具有窄带传输、低功耗、低数据率、广覆盖等特点，能够有效降低物联网设备的成本和能耗，实现对万物互联的全面覆盖。
NB-IoT技术的典型应用包括智能交通、智能家居、智慧城市、智能医疗等领域。
在智能交通领域，NB-IoT技术可用于实现车辆到车辆、车辆到路边设备的通讯，协同提高交通安全，减少交通拥堵等问题。
在智能家居领域，NB-IoT技术可用于实现智能家居设备的远程控制、智能化场景模拟等功能。
在智慧城市领域，NB-IoT技术可用于实现城市物联网、环境检测、公共安全等应用。
在智能医疗领域，NB-IoT技术可用于实现健康监测、远程医疗等应用。
NB-IoT技术应用研究的关键在于提高技术稳定性和数据安全性。
由于NB-IoT技术具有窄带特点，设备间的互联传输速率较慢，与此同时，NB-IoT技术由于系统固有问题可能会存在数据干扰、冲突和延迟等问题。
因此需要采用科学系统的方法探究NB-IoT系统的可靠性和鲁棒性。
提高NB-IoT技术的数据安全性方面，主要需要考虑连接NB-IoT网络的设备中存在的安全风险，防范可能存在的网络攻击、有害物质泄漏等情况。
在NB-IoT技术的应用场景中，物联网设备与云端服务器之间传输的数据需要确保机密性、完整性和可用性。
此外，还需要考虑用户隐私的保护，保证数据不被非法获取和滥用。
总之，NB-IoT技术开发和应用的研究至关重要，它将带来物联网发展的新飞跃，推动万物互联的进一步发展，并提高人们生活和工作的舒适度和效率，同时也需要我们密切关注技术发展的安全和可靠性问题。
窄带物联网技术研究及在物流领域的应用
窄带物联网技术研究及在物流领域的应用近年来，窄带物联网技术在各行各业得到了广泛的应用，尤其是在物流领域。
本文将讨论窄带物联网技术的特点、应用场景及其在物流领域中的应用。
一、窄带物联网技术的特点窄带物联网技术是一种新型的无线通信技术，最大的特点是具有低功耗、宽覆盖、高可靠、低成本等特点。
其最大的优势是能够支持大规模设备接入和海量数据传输，简单来说就是能够使设备和设备之间进行互联互通，并且实现自动化的无线传输，这样使得物联网得以实现。
二、窄带物联网技术的应用场景窄带物联网技术可以应用于许多领域，包括智能家居、城市管理、智慧医疗、智慧农业等，但窄带物联网技术最为广泛的应用场景是在物流行业。
物流行业中的货物追踪、物流追踪和车辆追踪是重要的应用场景。
通过窄带物联网技术，物流公司可以准确的追踪货物的位置和运输情况，以便提供快速和准确的客户服务。
同时，也可以提高运输的质量和准确性，确保货物不受损失。
另外，在路线规划和仓库管理方面，窄带物联网技术也发挥着重要作用。
三、窄带物联网技术在物流领域的应用1.货物追踪通过窄带物联网技术，物流公司可以随时随地追踪货物的位置和运输情况，实现货物的实时监控。
这样可以更好地管理货物运输，提高货物的安全性和可靠性，同时还可以为客户提供更好的服务。
2.物流追踪通过窄带物联网技术，物流公司可以追踪物流的各个环节，包括货物的运输、封装和装卸等，以便在第一时间发现问题，及时解决。
3.车辆追踪窄带物联网技术可以让物流公司实现车辆追踪，以便在车辆出现故障或交通拥堵情况时，能够及时调度。
此外，这种技术还可以减少人为因素带来的误差，提高物流运输的准确性和效率。
4.路线规划通过窄带物联网技术，物流公司可以将物流运输的路线进行优化设计，以便更快、更准确地完成货物的派发。
同时可以通过实时监测，及时调整在途物流运输的路线。
5.仓库管理窄带物联网技术可以用于仓库的管理，比如在入库和出库过程中的自动化处理。
浅谈窄带物联网(NB-IoT)及应用
浅谈窄带物联网（NB-IoT）及应用浅谈窄带物联网（NB-IoT）及应用李得荣摘要：本文通过对物联网业务未来发展趋势的分析及预测，阐述了窄带物联网技术在万物互连方面的优势，同时从行业背景、解决方案、行业客户、效益分析等方面对智能照明、智能抄表、智能烟感、智慧停车、智能井盖业务进行了介绍。
关键词：窄带物联网一、窄带物联网技术简介1.技术背景窄带物联网是万物互联网络的一个重要分支，是由3GPP标准化组织定义的一种技术标准，是一种专为物联网设计的窄带射频技术，因此得名。
以广覆盖、低成本、低功耗和广连接为特点。
这种技术可应用于GSM网络和LTE网络。
20XX 年9月，国际电联正式对外公布了物联网标准，将LTE-M更名为NB-IoT（窄带物联网）。
20XX年6月，窄带物联网标准NB-IoT获得3GPP会议通过，标志着NB-IoT标准核心协议研究全部完成，由标准化研究阶段进入规模商用阶段。
2.技术特性一是广覆盖，将提供改进的室内覆盖，在同样的频段下，NB-IoT比现有的网络增益20dB，相当于提升了100倍覆盖区域的能力;二是具备支撑海量连接的能力，NB-IoT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;三是更低功耗，NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年;四是更低的模块成本，企业预期的单个接连模块不超过5美元。
二、窄带物联网重点应用行业1.智能照明1.1行业背景目前市政道路照明主要面临管理难、监控难、浪费高三方面的问题，市政部门无法及时获取路灯状态信息、了解路灯能耗信息，需要通过人工方式现场排查故障，也不能动态管理路灯的開关，造成能源的极大浪费。
1.2解决方案在每个路灯上安装具有NB通信模组的路灯控制器，通过NB无线网络实时将路灯使用状态上传平台，同时平台可以根据需要自动或手动下发控制信息，及时调整路灯开关策略。
路灯管理者可以通过电脑或者手机APP随时交接路灯使用情况，同时可灵活制定开关策略，及时开关路灯，大大节省了能源消耗。
物联网技术概论--窄带物联网
窄带物联网的体系架构图
窄带物联网的架构
在NB-IoT的网络架构中，包 括：NB-IoT终端、EUTRAN基站（即eNodeB）、 归属用户签约服务器 （HSS）、移动性管理实体 （MME）、服务网关（SGW）和PDN网关（PGW）。
和传统4G网络相比，在架构上，NB-IoT网络主要增加了业务能力 开放单元（SCEF）以支持控制面优化方案和非IP数据传输，对应地， 引入了新的接口：MME和SCEF之间的T6接口、HSS和SCEF之间 的S6t接口。
窄带物联网的特点
广覆盖
将提供改进的室内覆盖， 在同样的频段下，NBIoT比现有的网络增益 20dB，相当于提升了 100倍覆盖区域的能力。
具备支撑海量连接的能力
NB-IoT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。
模块成本低
低功耗
NB-IoT终端模块的待 机时间可长达10年。
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企业预期的单个接连模 块不超过5美元。
窄带物联网的优势
以前物联网建设是以2G、3G为主，采用NB-IOT具有无可比 拟的优势。 • 首先单个基站并发连接数（一个基站能容纳的芯片接入数）
比以前明显多了很多。2G是14个，3G并发是128个，4G 是1200个，在NB-IOT标准中，最大连接数可以达到5万个。 采用NB-IOT技术可以更加高效率地利用频谱资源。 • 其次，覆盖增强超过100倍。NB-IOT的特点是覆盖灵敏度 比传统的强20dB，超过100倍的覆盖增强。 • 最后，超低的功耗。功耗只有2G的1/10，一块6000毫安 时的锂电池可以用超过10年。
窄带物联网的应用
2016年物联网的应用主要使用WiFi和蓝牙技 术，数据准确率很低、耗电量极大。而广域物 联网可以用光纤，但只适用于连接摄像头等宽 带终端；低容量传感器虽然可以使用 2G/3G/4G网络，但难以满足低功耗低成本的 要求，因此2016年接入到运营商网络的物联网 终端仅有6%。由于NB-IoT的广覆盖、大连接、 低功耗、低成本等特点，可穿戴设备、智能门 窗、温度计都成为了NB-IoT的市场。
窄带物联网解决方案(3篇)
第1篇一、窄带物联网技术特点1. 低功耗：NB-IoT技术采用了窄带通信技术，信号传输速率较低，因此能够有效降低设备的功耗，延长设备的使用寿命。
2. 低成本：NB-IoT技术的设备成本较低，有利于大规模推广应用。
3. 覆盖范围广：NB-IoT技术具有较好的穿透性，能够在地下室、地下停车场等信号覆盖较差的区域实现通信。
4. 大连接：NB-IoT技术支持海量设备的接入，可满足物联网应用对设备连接数量的需求。
5. 安全性高：NB-IoT技术采用了多种安全机制，确保通信过程的安全性。
二、窄带物联网应用场景1. 智慧城市：NB-IoT技术可应用于智能停车、智能照明、智能安防等领域，实现城市基础设施的智能化管理。
2. 智能农业：NB-IoT技术可应用于土壤湿度监测、病虫害防治、农业生产环境监控等，提高农业生产效率。
3. 智能交通：NB-IoT技术可应用于车联网、智能停车、交通流量监测等，提升城市交通管理水平。
4. 智能家居：NB-IoT技术可应用于智能家电、智能照明、智能安防等，提高家庭生活品质。
5. 智能环保：NB-IoT技术可应用于水质监测、空气质量监测、环境噪声监测等，实现环保数据的实时监测。
三、窄带物联网架构设计1. 网络架构：NB-IoT网络架构主要由基站（NB-IoT Base Station，NB-SB）、核心网（Core Network，CN）和应用层（Application Layer）组成。
2. 基站：NB-SB负责将设备终端的信号传输到核心网，同时接收来自核心网的信号，实现设备终端与核心网之间的通信。
3. 核心网：CN负责处理NB-IoT网络中的信令和用户数据，实现设备终端与网络之间的连接和管理。
4. 应用层：应用层负责实现物联网应用的功能，如数据采集、处理、分析和展示等。
四、窄带物联网发展前景1. 技术成熟：随着NB-IoT技术的不断发展，其性能和稳定性将得到进一步提升，为物联网应用提供更加可靠的保障。
《窄带物联网技术基础与应用》第03章-20200423
例如Light构件和uecom构件。 Light构件调用基础构件GPIO，完成对小灯控制的封装。 uecom构件调用串口构件，完成NB-IoT通信。 也可以把printf函数纳入应用构件，因为它调用串口构件。 printf函数调用的一般形式为：printf(“格式控制字符串”, 输出表列)，本书使用的 printf函数可通过uart串口向外传输数据。
3.1.1 基础构件
定义3.1 基础构件的定义。基础构件是根据MCU内部功能模块的基本知识要素，针对 MCU引脚功能或MCU内部功能，利用MCU内部寄存器所制作的直接干预硬件的构件。
常用的基础构件主要有： GPIO构件、UART构件、ADC构件、Flash构件、I2C构件等。
3.1.2 应用构件
用光电隔离外加其他驱动电路，但对计算机编程来 说，没有任何影响。
图3-1 通用I/O引脚输出电路
3）输入引脚外部电路的基本接法 为了正确采样，输入引脚外部电路必须采用合 适的接法，图3-2给出了输入引脚的三种外部连接 方式。假设计算机内部没有上拉或下拉电阻，图 中的引脚I3上的开关K3采用悬空方式连接就不合 适，因为K3断开时，引脚I3的电平不确定。在该 图中，R1>>R2，R3<<R4，各电阻的典型取值为 ：R1=20KΩ，R2=1KΩ，R3=10KΩ，R4=200KΩ 。所谓上拉（Pull Up ）或下拉（Pull Down）电 阻（统称为“拉电阻”）的基本作用是将状态不
5）红灯运行情况 经过编译生成机器码，通过AHL-GEC-IDE软件将hex文件下载到目标板中，可观察板载红灯每 秒闪烁一次，也可在AHL-GEC-IDE界面看到红灯状态改变的信息，如图3-3所示。由此可体会 ，使用printf语句进行调试的好处。
窄带物联网技术及应用
窄带物联网技术及应用王钢飞;康琳【摘要】窄带物联网是物联网结构体系的重要分支,而且是低功耗广域的标准,构建于蜂窝网络,可直接部署现有通信网络,实现网络平滑升级.本文分析了窄带物联网技术的特点,应用场景和商业前景.未来窄带物联网技术将深刻的改变人类社会的生产和生活方式.【期刊名称】《广东通信技术》【年(卷),期】2018(038)005【总页数】5页(P6-9,57)【关键词】窄带物联网;NB-IoT【作者】王钢飞;康琳【作者单位】太原科技大学电子信息工程学院;太原科技大学电子信息工程学院【正文语种】中文1 引言万物互联是移动通信发展的必然趋势。
物联网作为一种新兴的事物，首先是各种感知技术的广泛应用，传感器的种类是各种各样，传感器的数量是海量的。
物联网将各类传感器收集到的信号传输到指定的服务器。
在物联网中有海量的传感器节点，而且每个传感器都是每隔一段时间收集一次数据，因此传感器产生的数据非常巨大。
为了确保信息的正确性和及时性，物联网节点都要各种网络和协议的能力。
为了扩大应用范围，物联网节点还要有数据分析和处理能力。
因此，未来的物联网极大地改变社会的生活和生产方式。
针对物联网传输的大连接、宽覆盖、低速率、生命周期长等特点，3GPP组织发布了窄带物联网标准 (Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)。
窄带物联网主要采用移动蜂窝网络，具有网络覆盖范围比较广、消耗的能量少、可移动性等特点。
窄带物联网应用在智慧农业、智慧医疗、智能停车、智能家居等领域，产生海量的数据连接，因而有巨大的通信需求。
2 窄带物联网的优点窄带物联网的优势主要集中在以下四个方面，如图1所示：（1）覆盖能力强，窄带物联网，在同样的频段下比LTE提升网络增益20dB，覆盖面积扩大100倍。
（2）成本更低，窄带物联网无需重新建网，采用现有移动通讯网络的射频和天线。
低带宽、低速率、低功耗同样给芯片和模块带来低成本优势。
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（Ultimate-Equipment，UE） 终端的英文是Ultimate-Equipment，简写为UE，人们 也称为User-Equipment，简写仍为UE，是一种巧合。因此UE可以代表终端设备，也可 以代表用户设备，含义一致。
从应用层面来说，NB-IoT应用架构可以抽象为NB-IoT终端UE、NB-IoT信息邮局MPO、NB-IoT人 机交互系统HCI三个组成部分，如下图所示，这种抽象为深入理解NB-IoT的应用层面开发共性提供理 论基础。
NB-IoT终端UE
NB-IoT信息邮局MPO
上行（1）
人机交互系统HCI
上行（2）
第2章 NB-IoT应用架构及通信基本过程
2.1 建立NB-IoT应用架构的基本原则 2.2 终端UE、信息邮局MPO与人机交互系统HCI的基本定义 2.3 NB-IoT通信过程与应用开发相关的基本概念 2.4 基于信息邮局初略了解基本通信过程 2.5 实验二 了解信息邮局MPO的基本参数
本章从NB-IoT应用开发共性技术的角度，把NB-IoT应用架构抽象为NB-IoT的终端UE 、信息邮局MPO、人机交互系统HCI三个组成部分，分别给出其定义，并给出由此延伸 的基本概念。理解这些概念，NB-IoT应用开发技术的基本要素也就一目了然。
2．其他需要了解的基本概念 1）国际移动设备身份码IMEI 国际移动设备身份码IMEI（International Mobile Equipment Identity，IMEI），也是国际 移动设备辨识码，是由15位数字组成的“电子串号”，它与每台移动设备一一对应，每一台移 动设备在产品生产过程后都将拥有一个全球唯一IMEI。在NB-IoT系统中，它是通信模组的唯 一标识，由通信模组生产商写入通信模组，开发者可以通过AT指令获取通信模组的IMEI号， 是通信模组标识，也可把把它作为UE的标识 2）基站号 当终端UE射频信号打开时，终端UE会与附近的基站连接。终端UE可以通过AT指令获取连 接的基站号，再根据基站号即可分析终端UE的地址。
从物理角度来看，NB-IoT基站由户外的铁塔与NB-IoT基站路由器构成。铁塔是基站 路由器支撑机构，其作用是把NB-IoT基站路由器高高地挂起，提高NB-IoT基站路由器 的无线覆盖范围。
从应用开发用户编程角度来看，NB-IoT基站路由器是个中间过渡，编程者可以忽略它 。
eNB：evolved Node B，演进型基站。
2.2.2 NB-IoT信息邮局MPO
NB-IoT信息邮局（Mssage Post Office，MPO）是一种基于NB-IoT协议的信息传送系 统，由NB-IoT基站eNodeB（eNB）与NB-IoT云服务器组成。在NB-IoT终端UE与NBIoT人机交互系统HCI之间起信息传送的桥梁作用，由信息运行商负责建立与维护。
2.2.3 NB-IoT人机交互系统HCI
NB-IoT人机交互系统（Human-computer interaction，HCI）是实现人与NB-IoT信息 邮局（NB-IoT云服务器）之间信息交互、信息处理与信息服务的软硬件系统。
目标是：使人们能够利用个人计算机、笔记本电脑、平板电脑、手机等设备，通过 NB-IoT信息邮局MPO，实现获取NB-IoT终端UE的数据，并可实现对终端UE的控制等 功能。
下行（2）
特征：IMSI号 例如：460042189101966
Hale Waihona Puke NB-IoT基站 NB-IoT云服务器
特征：固定IP地址 例如：116.62.63.164
下行（1） 特征：联网计算机、手机
2.2.1 NB-IoT终端UE
NB-IoT终端（Ultimate-Equipment，UE）是一种以微控制器MCU为核心，具有数据 采集、控制、运算等功能，带有NB-IoT通信功能，甚至包含机械结构，用于实现特定功 能的软硬件实体。
3）信号强度 信号强度表示基站与终端UE之间通信能力的好坏。信号强度的度量单位dBm，这是一个表 示功率绝对值的物理量，也可以认为是以1mW功率为基准的一个比值，计算公式为：10log （功率值/1mw）。 实际应用时，信号强度可以标准化为用0～100相对值表示，以便于理解，正如手机信号强 度用“刻度”表达一样。
从一般到个别，就是要厘清共性与个性的关系，充分利用模板（“葫芦”），依据“ 照葫芦画瓢”方法，快速实现具体应用的开发。
2.2 终端UE、信息邮局MPO与人机交互系统HCI的基本定义
NB-IoT应用架构（Application Architecture）是从技术科学角度整体描述NB-IoT应用开发所涉及的 基本知识结构，主要体现开发过程所涉及的微控制器MCU、NB-IoT通信、人机交互系统等层次。
本章还给出从信息邮局MPO角度理解终端UE与人机交互系统HCI的基本通信过程。
2.1 建立NB-IoT应用架构的基本原则
从个别到一般，就是要把NB-IoT应用开发所涉及的软件硬件体系的共性抽象出来，概 括好、梳理好，建立与其知识要素相适应的抽象模型，为具体的NB-IoT应用开发提供模 板（“葫芦”），为“照葫芦画瓢”提供技术基础。
从应用开发角度来看，人机交互系统HCI就是与信息邮局MPO的固定IP地址与端口打 交道，通过这个固定IP地址与端口，实现与终端UE的信息传输。
2.3 NB-IoT通信过程与应用开发相关的基本概念
2.3.1 与终端UE相关的基本概念
1．使用IMSI作为终端UE的唯一标识 终端UE需要一个唯一的标识，以便区别不同的终端UE，可使用国际移动用户识别码IMSI 来作为终端UE的唯一标识，这也是向信息邮局MPO缴纳费用的标识。 通常的手机需要一个SIM卡，在手机中就被称为“手机卡”，NB-IoT终端UE也需要一个 SIM卡，一般情况下它被直接封装在芯片内部，被称为eSIM卡。