发布时间:2023-10-12 17:40:04
序言:作为思想的载体和知识的探索者,写作是一种独特的艺术,我们为您准备了不同风格的5篇物联通信技术,期待它们能激发您的灵感。
互联网的发展带动着物联网不断地发展,物联网借助感知层次的技术和新型的通信方式,进行信息之间的相互交流与合作。互联网作为一种通信的实体,需要进行入网的识别和物物的相连,这样才能保证整个互联网的正常运行。在实际的生活中,互联网技术运用较多,但是物联网作为一种新型的网络连接形式,因为受到多方面因素的影响,因此运用较少。本文通过对物联网平台的介绍,发现问题并提出建议。
【关键词】互联网 物联通信技术分析
随着互联网技术的不断发展,推动了国内物联网技术不断地进步和发展,在国内的相关物联网的产业链中,移动通讯技术是其中发展较为迅速的代表,其中尤以安卓的操作平台最为突出。
1 互联网的物联通讯技术概述
1.1 互联网物联通讯技术概念
互联网,由广域网和相关的局域网组成的一种按照一定的协议的国际计算机网络。一般意义上的互联网是由两台或者是以上的计算机客户端、终端或者是其他的信息手段进行联系而形成的一种交流平台。人们可以通过这个平台进行日常的交流与合作,可以跨越时间和地域的限制,加强了相互之间的交流与合作,便捷了相互间的沟通。
而物联网技术,一般是指通过各种实体的设备,如信息传感器、全球定位、激光扫描器、气体感应器等技术,对各种不同时间段的信息进行监控、采集和连接,采集的内容包括声、光、热等各种实体的物理现象,从而通过技术处理和互联网联系在一起,实现人与人、物与物以及人与物之间的连接和识别。帮助人们更加便捷的对实体物品进行管理检测和控制。
一般来讲,物联网的核心和基础任然是互联网,只是在互联网的基础上进行的扩展和延伸。这样进行相关的交流与合作,使得互联网不仅仅只是进行虚拟空间的合作,而且扩展到了相关的实物中。早期的互联网如果没有固定的连接方式无法进行使用,但是随着移动互联网的发展和不断地进步。移动互联网出现了并且直接改变着人们的生活。这种新型的互联网发展方式就是物联网,也就是中国提出的传感网。
1.2 互联网的物联互通技术类型
紫蜂(ZigBee)技术,新一代的无线传感器网络将采用802.15.4(Zig.Bee)协议。ZigBee是现阶段来讲较为便捷的技术,它的成本较为低廉,较为方便携带且使用较为易于掌握,这种设备主要是在进行远程控制或者自动控制方面有着较为优势的效果,而且可以快捷的植入各种移动设备中,对各项设备提供较为清晰的定位功能,是目前来讲较为受欢迎的移动项目。
Zigbee技术的特点主要有:低速率、低时延、低功耗、实现简单、低成本、网络容量高。ZigBee技术使用范围较为广泛,包括军事、建筑、经济,工业、农业、医疗和日常生活的方方面面,对实物进行时时的监测,而且技术本身就是一种低成本低消耗的开发项目,在节省资金的同时也便捷了这种新技术的使用,成功的弥补了无线通讯市场的空缺。
RFID,即射频识别,俗称电子标签。它是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID由标签(Tag)、解读器(Reader)和天线(Antenna)三个基本要素组成。其基本工作原理并不复杂,标签进入磁场后,接收解读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(PassiveTag,无源标签或被动标签),或者主动发送某一频率的信号(ActiveTag,有源标签或主动标签)。解读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。RFID一般可应用到在安全防伪、工商业自动化、财产保护、物流业、车辆跟踪、停车场和高速公路的不停车收费系统等。从行业上讲,RFID将渗透到包括汽车、医药、食品、交通运输、能源、军工、动物管理以及人事管理等各个领域。但是这种技术存在投入成本较高而且标准较为严格等问题,其使用的范围不是太广泛,而且技术也不是太成熟,因此目前的使用较少。
2 移动通信在物联网中的应用
自从移动通讯进入市场以后,移动的终端发生了改变,这种终端作为移动的系统终端连接方式,可以随时的通过自身需要对网络进行设置,实现信息节点和相关网络之间的自由使用连接,不在局限于有线的网络,可以随着移动网络进行时时的交流与合作。对比移动通信终端和物联网节点信息感知终端的功能和工作方式可知,移动通信终端完全可以作为物联网信息节点终端的通信部件使用。
2.1 在物联网中移动通信传输网络的应用
移动通信系统的网络传输主要是依靠各个不同的移动节点进行相互之间的信息疏通和相互之间的交流合作,同样的在物联网的信息传输过程中也是类似的网络传输方式,也是通过这种方式实现相互之间的交流与合作。因此,现阶段的移动通讯系统也同样适用于物联网的信息传输方式,即将移动通讯作为物联网的载体。
2.2 移动通信网络管理平台在物联网中的应用
移动通讯网络的管理和维护主要是通过对网络设备的控制来进行的,对于网络设备的性能、业务办理和相关的维护管理进行控制来保证网络运行的安全可靠。为了实现信息的安全传递和保管,物联网在运行中同样需要相关的技术进行支持,跟互联网的方式一致。这样来看完全可以将移动通信技术应用到物联网的投入和维护中去。
3 根据上述问题提出相关的建议和展望
3.1 提出建议
一般现阶段来讲,移动通讯网络和物联网的组织构架一致,因此完全可以将移动互联技术应用到物联网的日常运行中去,但是现阶段的物联网建设是通过语音进行操作,这样就使得数据的传输方面存在着一定的问题,这样的问题主要表现在以下三个方面:
(1)现阶段的移动通讯网络主要是和物联网有较为类似的结构和功能。这样使得物联网可以广泛的应用移动通讯技术。但是由于现阶段的移动通讯技术都是依靠语音导航进行操作,因此这样的情况造成不能将现有的移动通讯技术直接的应用到物联网中,要对其进行改进以期符合现阶段物联网的基本特点。
(2)现阶段的移动终端一般只是具有语音和数据传输的功能,还没有发展到感知和物品的控制技术,不能直接的对物联网进行与节点有关的设备使用。因此可以通过在移动通讯中增加感应技术和相关的传感装置对技术进行改进,尽快的对移动终端进行改进,使其和物联网的技术进行融合,使得移动通讯技术能够更好地为物联网服务。
(3)随着经济的不断进步,在移动通讯中用户的管理是一个重要的方面。对于用户的管理和信息传输以及业务的管理是其重要的方面,也是物联网管理的重要方面。因为物联网的技术使用不只包括人的使用,还有对物品的监控和感应。物品的信息接收和监控和用户的使用有着不一样的技术要求。因此在以后的管理中要加强对于物品使用相关技术的提高和对于用户管理的相关问题的管理,两者之间进行区分,使用新型的技术增加新的用户使用群体,尽量的促进物联网的快速发展。
3.2 提出展望
上述的一些技术的介绍,可以看出现代网络技术的发展使得移动通讯系统可以及时的为人们提供相关的互联网信息服务,为现代的用户提供各种先进的信息传输手段和先进的监控技术。物联网却是为人们的实物提供了更加智能化的管理。将互联网的技术应用到实物中去是对互联网技术的拓展和改进,将现阶段的移动通讯技术与互联网技术进行连接,应用于实物的管理中去,可以便捷现阶段的生活服务,节省能源。
实质上,许多的运营商已经在对这一方面进行开发,利用移动互联网技术对物联网技术进行推广并且取得了较为良好的效果,相信在不久的将来物联网技术能够取得更大的进展。
4 结束语
随着技术的不断进步,物联网技术不断地得到发展,将来会有一批优秀的物联网平台投入使用,跟人们的生活提供更加便捷的服务。
参考文献
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作者简介
张铁志(1983-),男,吉林省舒兰市人,大学本科学历。中国农业机械化科学研究院工程师,从事互联网网站工作
1云计算与物联网概述
物联网是借助红外感应器、激光扫描器、射频识别及全球定位系统等各种信息传感设备,依照相关协定,把互联网与物品连接起来,实现信息通信和交换,完成物品的智能化定位、识别、监控、跟踪及管理等。物联网是基于互联网发展起来的,既突破了传统传感器仅能够在本地开展自动化控制的局限性,又有效解决了现阶段信息不对称的问题,物联网有效促进了不同行业之间的相互协调及合作,促进传统行业的发展与合作,实现质的突破。云计算在2006年第一次被提出,随后很多机构从不同的角度定义了云计算,现有云计算定义的核心思想是将大量用于网络连接的资源及计算进行统一调度和管理,形成一个资源池,并根据需要来为用户提供服务。其中,云计算在维基百科的定义为:一种以互联网的计算方式为基础,借助互联网上自治、异构的服务来向企业及个人提供按需计取的软件信息和计算。云计算在伯克利云计算白皮书的定义为:涉及了互联网上各种服务形式的应用及应用所依托的数据中心的软硬件设施,采取量入为出的形式向公众提供的云称为公共云,不向公众开放的组织内部数据中心的云为私有云。两种定义有不一样的侧重,但从根本上分析,云计算是一种基于虚拟技术的新技术,以互联网为载体,规模经济是云计算的重要驱动,由各种计算资源构成的信息技术资源池是云计算的重要支撑,云计算是以用户需求为根据,动态地向用户提供可伸缩的、虚拟化的信息技术服务。云计算状态下,各种类型的信息技术服务根据用户需求规模及各种要求来为其动态地构建信息技术服务,并完成后期的维护及运营,而用户支付费用也是依照量入为出的方式来进行的[1]。现阶段,云计算服务应用越来越普遍,也有更多的企业能够提供各种层次的云计算服务,还有一些企业能同时进行软件、平台、设备等多层次的云计算服务,Google就是个例子,Google既能够提供云计算软件服务,又能够提供云计算平台服务。已经有越来越多的企业开始在云计算方面寻找各种商业突破点。
2物联网特有的业务模型
随着我国社会和经济快速发展,物联网在我国社会中应用越来越广泛,发挥的作用也越来越大。在现实生活中,最主流的数据业务模块中包括多种多样的业务类型、数据包的频率、描述、配置的范围、移动性等。物联网的数据业务主要呈现高频次、小数据包的特点。这一类业务在线的时间较长,和QQ等聊天软件的功能相似度较高,通常会消耗很多的网络资源,从而影响网络的使用效率。随着我国科技水平不断提高,物联网技术在发展中遇到的问题多种多样,这些问题严重阻碍了物联网技术的发展。现在社会中,物联网朝着更高的网络频次、更小的数据包及更多的在线事件发展,这些东西的发展对网络负荷的增加带来极大的不利影响,这时需要采取一定的优化措施,采用传统的优化办法存在一定的弊端,如效果差,同时很容易带来信令风暴问题,这些问题对物联网技术的发展极其不利。这个问题能否顺利解决,直接制约着网络技术的发展。但是,随着我国科技水平不断发展,LTE无线通信技术与物联网技术进一步结合,将对该问题的解决提供必要的支持,有利于我国物联网技术快速发展。
3LTE无线通信技术和物联网技术的结合
LTE的是英文单词LongTermEvolution的简称,是一种长期的演进技术,该技术在现在社会中发挥的作用越来越大,在数据传输效率及频谱效率上具有显著提升的特点,可以实现多种频段和宽带分配,因而可以实现灵活地进行频谱分配。与传统常规的无线通信技术相比,该技术在覆盖面和系统容量方面得到了大幅度提升。此外,LTE系统还简化了网络架构,这样就会降低系统的复杂程度,在进行数据传输过程中会减少网络节点,同时也减少维护消耗成本。随着我国互联网技术快速发展,在互联网的基础上进行拓展和延伸就成为物联网,主要结合全球定位、红外感应、射频识别、激光扫描等一些先进技术,按照约定的协议实现物品之间的相互连接,从而实现信息的交换和传输,同时还可以实现定位、识别、监控及跟踪等多种功能。因而,如果将LTE无线通信技术和物联网技术相互结合起来,就可以充分发挥两者的优点,对促进物联网技术的发展至关重要。物联网技术和LTE无线通信技术相结合,不仅可以解决物联网业务模型中存在的各种网络资源浪费问题,还可以实现推进两者共同发展的目的。下文笔者将从不同角度分析物联网技术和LTE无线通信技术相互结合。从LTE无线通信技术角度技能型分析,该技术可以作为一种新型的通信技术,和传统的通信技术相比,该技术具有明显的优点,在很多方面得到了极大的提升,如系统的容量及覆盖范围,其终端设备在物联网技术和LTE无线通信就在结合及创新发展中发挥着重要作用。因而,通过对LTE技术终端设备的推广,实现该终端的普及,对促进我国通信技术的发展至关重要。与此同时,随着我国信息化水平越来越高,我国信息技术也在快速发展,在这种先进技术的带动下,物联网中的信息数量也在迅速增加,信息的种类也出现了一些较大的变化,呈现出多样化的特点,因而数据分析的数量也随之增长;不仅如此,随着不同系统及异构网络之间数据融合问题越来越严重,数据信息的整合处理也越来越多,这就在很大程度上影响了物联网技术的快速发展。在这种背景下,实现LTE无线通信技术和物联网技术的相互结合,可以有效解决上述存在的问题,同时还可以实现保证数据处理的质量和提升数据处理效率的目的,进而促进我国物联网技术快速发展,从而促进我国社会信息技术快速提升。基于物联网感知层面角度分析,LTE终端在我国信息化社会中发挥的作用越来越大,该终端在LTE射频的识别、定位系统、天线等方面发挥的作用越来越大,因而需要提高对LTE终端研究的重视程度。从物联网网络层面进行分析,随着我国科技水平不断提升,通信技术的应用范围也越来越大,通信技术在我国社会中发挥的作用越来越大,现阶段的通信技术包括WiFi、3G、4G及有线网络等,对此,LTE终端设备发挥着重要的作用,在LTE网络技术和无线传感器网络结合方面,提升网络数据的传输速度。基于物联网应用角度分析,LTE无线通信技术的引用可以增强物联网在存储方面的功能,在数据的存储及处理方面的能力也将大大提升,同时还可以满足智能分析、数据挖掘等方面的需求。因此,云计算在物联网中发挥的作用越来越大,可以有效解决上述存在的问题。结合上文所写可以得出,随着我国信息技术快速发展,我国物联网技术和LTE无线通信技术也在快速发展。在现在的技术条件下,在云计算中还存在一定的技术问题,要想解决这些存在的问题,需要推动物联网技术和LTE无线通信技术的发展,同时需要将这两个方面有效结合起来,充分发挥物联网技术和LTE无线通信技术的各自优点,提升数据传输效率和传输质量,确保数据库的可靠性和安全性。在上述基础上,增强互联网服务的便捷性,从而实现LTE终端与物联网的信息共享。
4LTE无线通信技术在物联网技术中的应用与发展
4.1LTE无线通信技术在物联网技术中的应用
随着LTE无线通信技术和物联网技术快速发展,要想将LTE无线无线通信技术高效地应用到物联网业务中,就应该充分发挥局域网的作用,从而实现物联网控制器、传感器等的相互叠加,同时还要将其与LTE无线通信进行可靠性连接[2]。在上述情况下,利用局域网的作用,可以实现将物联网中的存储数据传输到LTE无线通信系统中。业务数据包在物联网中具有一些自身的特点,如频率高、规模小等,在实际传输过程中,就会极大地增加无线网络的压力,因而需要采取必要的措施,确保数据传输的质量和传输效率。相较于传统的通信技术,LTE无线通信技术在实际应用中主要利用的是OFDM技术,通过该技术就可以改变一些巨大的信息传输信道,转变为若干数量的小型信息传输信道,这样可以极大地提高信息的传输效率和传输速度,在进行转换高速传输的数据流过程中,通过层二调度器来实现管理和控制网络资源的目的,从而实现LTE无线通信技术的高频率小规模的数据可靠性传输。与此同时,在LTE无线通信系统中,采用的手段通常是被动释放,因而缺乏较为主动的技术手段,这样在实际传输过程中,如果一些信息无法进行监测,此时就不可能实现对链路进行主动释放,此时需要进行一些其他的工作来实现其功能,如通过必要措施来告知核心网。从核心网角度出发,还需要深入研究LTE无线通信技术在物联网中的应用,这种研究具有重要意义,可以极大地促进物联网在我国社会中发挥的作用,同时,对于提高LTE无线通信技术也发挥着重要作用[3]。例如,随着我国科技水平不断提高,我国手机的使用数量也在不断增加,手机在人们的日常生产生活中发挥的作用也越来越大,而手机作为应用最为广泛的无线通信终端设备,可以快速实现人与人之间的信息沟通和共享,在经过信息传输之后,需要构建相应的无线承载,这样就可以向核心网进行信息传输。在实际传输过程中,为了增强传输效果,需要构建标度指无线承载。从接入网角度进行分析,需要结合无线承载进行参数设置,确保数据传输过程中的资源共享,在整个过程中还可以提高配置的灵活性,同时还可以确保资源被充分利用。如在实际操作过程中,数据没有显示出来,此时系统就会自动进入非连续的接收周期。根据实际经验而言,LTE技术就可以实现对这些参数的调整。
4.2LTE无线通信技术在物联网技术中的融合展望
尽管我国的通信行业在近些年有了突飞猛进的发展,但是我国电信行业的业务发展也不断走向饱和,联通、电信、移动这三大电信运营商的发展也渐渐进入瓶颈期,怎样把我国的电信业务向更多的领域发展,已经成为各个运营商慎重考虑的问题。物联网技术的实现是必须要借助网络信息技术的,而LTE无线通信技术是现阶段我国三大电信运营商运营的重要网络技术和通信技术,是支撑万物互联实现的重要基础。目前,物联网相关标准不断完善,联通、移动、电信三大运营商都致力于物联网发展,其中联通和电信先后宣布NB-IOT网络的商用将在2017年实现,且会在物联网终端的设置方面大量投入资金,希望借助物联网来掀起信息化浪潮。相信在物联网技术和LTE无线通信技术不断成熟和融合过程中,物联网信息的经济性、标准化及安全性会有更好的保证,有效推动物联网规模化发展。
5结语
随着我国科技水平不断提升,我国现代信息技术也在迅速发展,同时也推动了我国互联网技术快速发展。LTE无线通信技术和物联网技术得到了快速发展,LTE无线通信技术在物联网中的作用越来越大,实现LTE无线通信技术和物联网技术的相互结合,对于促进我国信息技术的发展至关重要。
作者:冯庆亮 单位:广西联正达通信技术有限公司
参考文献:
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【关键词】移动物联网 车联网 低数据速率 GPRS CDMA 1X
doi:10.3969/j.issn.1006-1010.2016.12.017 中图分类号:TN929.5 文献标志码:A 文章编号:1006-1010(2016)12-0078-04
引用格式:赵小江,祝海云,徐福新. 低速移动物联网的移动通信技术发展和产业化方向[J]. 移动通信, 2016,40(12): 78-81.
1 引言
从手机和移动宽带衍生发展而来的M2M模块在行业应用信息化中得到大力应用,移动物联网成为一个新兴市场。战略无线业务咨询公司Northstream曾公布了它对2016年全球移动电信行业走势的预测:预计“物联网黄金时代”将拉开序幕。目前承载移动物联网的主要无线传输网络包括2G(2.5G)/3G/4G移动网络、Wi-Fi网络、ZigBee、蓝牙等,并且大约70%的移动物联网都是以低数据速率的低端通信模块为主。本文将主要探索低数据速率移动物联网的通信技术发展方向和产业化方向,并以车联网为例进行探讨。
2 车联网结构
截至2015年6月底,全国机动车保有量达2.71亿辆,电动自行车保有量也已突破2亿辆。汽车、摩托车、电动自行车已经成为各个阶层工作、生活中必备的交通工具,但被盗现象却时有发生,因此用户对车辆防盗、定位管理需求日益强烈。此外,一些快递物流、外勤服务、车队管理、汽车租赁管理等不仅需要车辆定位,而且使用轨迹辅助生产调度管理、里程数量统计、围栏管理等应用。车辆的运行状况也是车主非常期望掌握的,这通常需在汽车4S店或者车辆维修点才可以查看。而目前机动车车载自动诊断系统“OBD Ⅱ”已经可以提供外部接口车况检测或者汽车厂家直接通过其ECU(Electronic Control Unit,电子控制单元)接口完成车况检测,甚至电动自行车也已经结合控制器可以提供车况检测和电池电量管理等功能。
车辆防盗定位、生产调度管理、车况检测等都驱动了车联网平台的诞生。车联网组成不仅包括车辆本身,而且还包括车联网终端、用户智能手机/电脑、GPS卫星定位系统、车联网云平台,并依赖移动通信数据网、互联网完成,具体如图1所示:
车联网终端先通过GPS卫星实时获取地面行驶车辆的位置信息,再通过移动通信数据网络与车联网云平台之间建立通信。车联网终端除了包括由单片机组成的控制模块外,还包括定位模块、通信模块以及智能传感模块。
定位模块以GPS芯片为基础获得车辆所在的地理位置信息,实时不断地接收GPS卫星信号,提供车辆运动状态数据,包括车辆经纬度信息、运行速度、运行方向、时间信息等。
通信模块在图1中可与车联网云平台和用户手机/电脑终端进行数据交换,目前通信网络和终端模式可以基于2G、3G、4G甚至Wi-Fi网络。但考虑定位和车辆控制的交互数据量小(主要包括控制信令、GPS经纬度、车况检测等数据),而且室外移动范围广,同时结合移动物联网成本的考虑(终端2G通信模块与终端4G通信模块的价格约相差3至8倍),因此图1中车联网终端连接车联网平台所需的移动通信数据网络主要基于2.5G移动网络为主,这包括GPRS(GSM)网络和CDMA 1X(CDMA)网络。
智能传感模块包括防盗模块和车体性能感知模块。其中,防盗模块在用户设置防盗功能后,通常利用GPS位置信息形成电子围栏和G-Sensor(重力传感器)感知车辆被触碰或剧烈震动通过系列算法触发整车被盗报警,或者通过断电感知电池被盗,即可向用户手机发送报警信息,这种模式基本可以避免误报警;车体性能感知模块包括电池电量和车况检测功能等,让车况信息黑匣子可以向用户直观展现。
车联网云平台除了包括存储车辆的各种数据档案信息外,还包括轨迹、绑定智能手机和智能终端关系、车辆报警记录等。用户智能手机和电脑终端可以利用图1中无线数据网络(这可以是各类制式的2.5G、3G、4G移动数据网络或者Wi-Fi网络)或者有线数据网络连接车联网云平台,实时查看车辆信息、接收报警信息或控制车辆,以确保报警的有效性和远程可控性。
3 低数据速率移动通信相关技术和特性
在车联网中的应用
在移动物联网中,大量的应用如车联网、抄表业务、智慧农业、工业自动化、可穿戴设备、安防等,由于没有稳定的Wi-Fi覆盖,只能基于移动通信网络。2G网络(GSM和CDMA)经过较长时间的建设运行维护,网络覆盖面广、覆盖质量佳,特别是2G终端芯片相比3G/4G价格低廉优势明显,因此结合低速需求和成本控制的要求,GPRS和CDMA 1X低速数据网络还是大有用武之地。如果后期手机用户大量迁移到4G VoLTE网络,空余的2G频率和网络或许可以迎合快速发展的低速移动物联网无线承载容量需求。由于3G网络(CDMA EV-DO和WCDMA)通信模块的价格始终无法靠近2G通信模块,因此在低数据速率移动物联网中很难找到应用的切入。在当前4G时代,LTE与移动物联网之间总是存在一条难以跨越的鸿沟,其中成本是主因。
3GPP组织在LTE Release 13版本中所研拟的LTE-M标准目前暂时被各方看好,具备低功耗、低传输速率和高覆盖率三项特点,该规格的目标是达到100~200 kbps的最高传输速率,但标准尚在制定中,最为关键的成本看是否能突破。下面将主要探讨当前广泛应用的GPRS和CDMA 1X相关技术及产业在车联网中的应用发展态势。
3.1 终端通信模块开发
在车联网中,车联网终端在不同的通信制式中,主要是通信模块上的差异,但其也是影响车联网终端的重要成本。构成通信模块主要是GSM芯片和CDMA芯片的差异。
GSM芯片厂家众多,在MTK、展讯、互芯、Mstar等,GSM已经没有专利费;而在CDMA芯片,目前主要有高通、英特尔(2015年收购了威睿电通),且专利主要集中在高通手中。由于高通专利费、入门费居高不下;CDMA支持厂家明显弱于GSM,而且CDMA模块套片价格也高,CDMA成本约高于GSM模块2至3倍,因此基于CDMA 1X模块的车联网移动终端生产成本相对较高,CDMA 1X模块在工业领域有较大幅度落后于GSM/GPRS模块的应用。
目前在移动物联网终端包括车联网终端也出现一些新的开发模式,有些开发者摒弃采用模块化开发的模式,改为采用芯片开发共享ARM和FLASH的方式,以大幅降低成本,但这种开发模式难度大、周期长、产品稳定性对开发者要求更高。
3.2 移动物联网号码开卡
我国手机终端普遍采用机卡分离的模式。中国移动和中国联通的GSM手机终端通常采用SIM(Subscriber Identification Module,用户身份识别卡)卡,是手机的一张个人资料卡;而中国电信CDMA手机终端通常采用UIM(User Identify Module,用户识别模块)卡,是接入网络系统的标识和身份验证。在移动物联网终端应用中,通常也是采用SIM卡(UIM卡)+卡槽的模式。
但是在车联网应用中,运行环境较差,耐高温、低温,抗剧烈震动等对移动物联网终端要求较高。据统计,5%~10%的机械障碍与SIM卡(UIM卡)和卡槽的耦合有关,这也是部分用户在使用车联网终端中反馈质量问题的一个重要方面。目前,基于CDMA的车联网移动物联网终端已经重新启用在北美较为广泛使用的烧号开通号码模式,这不仅节约了UIM卡和卡槽成本,而且较好地提升了产品质量的稳定性。另外,在一些统一运营的行业应用业务模式中,行业应用业务管理者或者经营者期望通过烧号,形成号码与物联网终端一体化,避免SIM卡被非法挪用产生额外费用和网络违法行为。
目前CDMA烧号通常有两种模式:OTA(Over-the-Air Technology,空中下载技术)烧号模式和电脑数据线手编烧号模式。具体如下:
(1)OTA模式:电信运营商提供的身份识别鉴权数据无线远程传输到移动终端内。这通常需要终端拨打*228或*22800,通过系统支撑完成。*228或*22800等同于紧急特服,在协议中规定即使运营商中没有开户注册,手机终端也可以有权限默认拨打。
(2)手编模式:完成移动物联网终端号码开户后,从相关渠道获取手机卡五码数据,并且改ESN(Electronic Serial Number,电子序列号),然后通过电脑软件写入移动物联网终端,使其具备注册入网资格。在车联网应用中,基于CDMA 1X终端只要三码IMSI(International Mobile Subscriber Identification Number,国际移动用户识别码)、AKEY(Authentication Key,鉴权码)、ESN即可。
由于GSM没有烧号协议支撑,因此SIM卡槽的质量要求显得特别重要。为了提升产品的稳定性,有些开发者采用SIM卡与卡槽焊接的方法变通来解决SIM卡与卡槽之间松动造成的机械障碍和仿一体化问题。
3.3 移动网络性能要求
(1)抗干扰性。车联网或者其他移动物联网所处的环境通常较为复杂,有人为无线干扰器或者其他应用的干扰。在通常的网络设计和规划中,对于基本相同的误帧率要求,GSM系统要求到达基站的手机信号的载干比通常为9 dB左右,由于CDMA系统采用扩频技术,扩频增益对全速率编码的增益为21 dB,所以对解扩前信号的等效载干比的要求小于-14 dB,GSM对底噪的要求更为严格。
(2)安全保密性。当前GSM网络伪基站不仅对手机造成脱网影响,而且对所处的基于GSM模块的移动物联网终端造成脱网影响。此外,GSM手机短信、通话可被黑客监听也一直困扰着GSM的安全。而CDMA网络中手机与基站是双向验证,同时要在CDMA的42位PN码中去猜测某一编码有如大海捞针,可以有效保护空口安全,无线解密器无法攻破。
(3)2.5 G网络吞吐率。在支持低速率物联网应用上,GPRS(GSM)支持最大42.8 kbps、85.6 kbps上/下行数据传输速率,CDMA 1X(CDMA)支持最大153.6 kbps上/下行对等数据传输速率。在低数据速率应用中,CDMA模块比GSM模块可以支持相对更高的峰值速率。
4 结束语
车联网应用已经在某些汽车、智能电动自行车、摩托车出厂中开始预安装,也有部分行业应用用户或者个人用户后安装车联网终端,预测其今后将有广阔的市场空间,而且用户忠诚度相对较高。本文通过从车联网应用分析来看低数据速率移动物联网涉及移动通信技术应用发展态势,虽然近年来高数据速率移动通信技术更新迭代非常快,但是低数据速率通信技术或许有更稳定且独到的应用场合和应用空间。“技术为市场服务”,市场的需求将促使基于2.5 G的低速移动通信数据网络可能伴随着不断更新的高速移动通信网长期并存。
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作者简介
赵小江:高级工程师,硕士毕业于浙江工业大学,现任中国电信股份有限公司杭州分公司无线维护中心经理助理,从事CDMA、LTE移动网络维护工作。
关键词:LTE;无线通信技术;物联网技术;结合;应用分析
在新的发展时期,社会各领域都已经在应用计算机技术和网络技术了,在这些技术的影响下人们的生活方式和社会生产方式都发生了翻天覆地的变化。具备高数据传输量和传输速率的LTE无线通信技术在物联网技术的快速发展中而不断发展,其优势也在提供服务的过程中得到显现。在经济社会快速发展时期如何将LTE无线通信技术与物联网技术结合起来,让其为社会发展提供更加优质的服务,成为了当下信息技术发展的主要方向。
1LTE无线通信技术与物联网技术介绍
1.1LTE无线通信技术
LTE无线通信技术实质上是一种长期演进技术,是在3rdGenerationPartnershipProject组织制定的UniversalMobileTelecommunicationsSystem,其内容融合了Multi-InputAndMulti-Output和OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing等全新的信息技术。LTE无线通信技术能够支持多种宽带的分配和频段,并且其在频谱效率和数据传输速率方面的性能都有所提升,其容量更大,覆盖面更广。在网络结构方面,LTE无线通信技术缩减了其复杂难度,减少了网络节点,控制了系统延时,降低了系统运行成本。
1.2物联网技术
物联网技术的前身是互联网技术,其自身囊括的技术主要有红外感应、全球定位、激光扫描以及射频识别等。物联网技术实现的是物品与物品的连接,其能够在信息传输过程中对物品的信息进行定位和监控。现如今,物联网技术在使用过程中形成了很多高频率小规模的特殊业务数据模型,能够满足人们的个性化需求。但是在实际操作中其仍然存在网络资源浪费问题,其业务发展的持续性不强,急需整改。
2LTE无线通信技术与物联网技术的结合
在无线网络技术中将LTE无线通信技术与物联网技术结合起来,不仅能够发挥两项技术的优势进一步提高网络资源的利用率,带动两项技术的进一步发展,而且能够实现1+1>2的功效,全面利用其整合后的优势,为社会发展和经济建设提供更加优质的服务。LTE无线通信技术是一种新型的通信技术,其自身具备显著优势,比如系统容量大,覆盖范围广等,将其与物联网技术相结合,便能够有效实现对终端设备的创新式发展。经过相关科研和实践表明,物联网现有业务的发展需要现代化技术(LTE无线通信技术)的支撑,在物联网相关业务中推广和普及LTE无线通信技术,能够利用LTE无线通信技术的优势有效实现物联网业务的发展目标,并促进其现有业务类型的可持续性发展。其次,随着信息技术发展速度的加快,物联网业务增加,其系统涉及单位信息数量一直处于持续增加状态,信息类型也在逐渐增多并呈现出多元化发展趋势。物联网系统中的业务量增加,工作人员需要花费大量的时间来分析相关数据,在数据整理过程中还需要处理不同系统间的数据融合和整合问题。物联网业务变化的现状在一定程度上影响了物联网技术的进一步发展,如果不尽快引入新的技术加以解决,物联网很难实现持续健康发展。将LTE无线通信技术与物联网结合起来便能够有效解决上述问题,能够有效保证数据处理质量并且提升数据处理效率,与此同时拓宽LTE无线通信技术的应用领域。LTE无线通信技术中的各部件对物联网感知层面起着不可替代的作用,而物联网感知层也对LTE无线通信技术的整合有着不容忽视的意义。具体而言,LTE无线通信技术的终端、射频分别、射频识别、天线以及定位系统都在物联网感知层中扮演重要角色,而物联网感知层又能够对LTE无线通信技术中的各种基带进行有效整合,比如射频识别基带、无线通信技术基带。3G/4G,WiFi以及有线网络是当前主要的物联网通信技术,而在研究LTE无线通信技术时需要将其重点置于与无线传感器网络相结合上,并通过两项技术的结合来提升异构网络的数据传输速度以此来增强其结构层面的稳固性。LTE无线通信技术对于物联网的应用也具有重大意义,LTE无线通信技术能够提升物联网系统对海量数据的处理能力,并满足其在数据挖掘和智能分析等方面的需求。
3应用分析
3.1应用前提分析
在物联网业务处理中,应用LTE无线通信技术并发挥其应有作用,其需要以局域网络做支撑,这是应用此项技术的前提条件。在应用过程中,将物联网价格传感器、控制器以及其他设备叠加起来,并将LTE无线通信与其相连接,以便让物联网中数据经过局域网络之后,传输到LTE无线通信系统中,进而对这些数据信息进行分析利用。但是在此过程中需要注意,两个不同系统中的数据在规模、频率等方面存在差距,如果不事先采取应对措施,很容易在数据传输过程中增加网络压力,降低传输质量。一般而言,物联网中的数据规模都比较大,频率也相当高。需要在数据传输过程中,采取保护和应对措施来降低其对无线网络所造成的压力,以保障信息传输质量。
3.2应用优势分析
OFDM技术是LTE无线通信主要的技术凭借,这种技术能够数据信息在传输过程中的传输信道,并能够有效提升对网络资源的管理和控制。LTE无线通信技术在物联网的应用过程中,对于信息传输信道过大的数据会自动将其转换为小型信道,对传输速度比较快的信息流进行转换并利用层二调度器强化对网络资源的管理和控制,以增强信息传输的可靠性。当然,这都是针对小规模高频率数据而言的。一般而言,在两种技术的应用中主要采用的是被动式手段,很多时候链路会受到会被采集信息的主动释放,为入网数据库信息的整理带来一定困扰。当LTE无线通信系统接收到入网信息时,其需要告知核心网,然后其相应的功能才能够得到实现。在LTE无线通信技术与物联网技术的深入应用中,其核心网具有非常重要的意义。就以手机为例,众所周知,当前使用的最为广泛的无线通信终端设备便是手机,其能够打破时间和空间限制,让人们在任何时刻都能够根据自己的需求与他人进行信息交流和共享。但是在此过程中,两部手机之间的信息在传输时需要构建相应的无线承载,并依靠一定的媒介来实现面向核心网的信息传输,常使用的媒介是网络附属储存。一般而言,人们会在LTE无线通信技术使用过程中构建QosClassIdentifier,QCI,即标度指无线承载。但不可忽视的是LTE无线通信的核心网络在整个数据传输过程中都没有实现主动释放功能。为了让核心网在数据传输过程中主动释放其相应功能需要在收到接入网消息时,让NAS发送消息通知,让UE接收到相关消息。
4结语
互联网技术随着现代信息技术的发展而不断普及,在互联网技术的应用中其较好地将LTE无线通信技术与物联网技术结合在了一起,并有效实现了其在应用层面的1+1>2的功效,推动了物联网相关业务的持续发展。
作者:李雯静 罗瑶 单位:重庆信科设计有限公司
参考文献
[1]柏永榕.LTE无线通信技术与物联网技术的结合与应用[J].中国新通信,2017(2):120.
关键词 电力系统;物联网技术;通信
中图分类号 TN914 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)051-0171-01
1 电力系统中的物联网应用技术
电力系统中主要存在两种关系,就是客户之间以及客户和电网公司之间的关系,而物联网在电力系统中的应用就可以把这两种关系用网络连接起来,从而实现数据的网络连接,提高电网整体运用性。要实现智能电网一体化,电力系统的基层信息采集就显得尤为重要。要利用好电网信息这个载体,帮助电力系统实现智能电网多元化发展,发掘其潜在价值,从而更好的服务于智能电网的建设。
智能化网络系统是智能电网能够顺利运行的保障,这个系统主要依靠具备自适应调节能力的统一入网以及分布式管理体系。这个系统可以对客户的用电信息进行实时实地的监控和采集,通过采集数据分析,整理出最适合的输配电方式为用客户服务,这必将是更加安全更加经济的,从而在根本上提高了能源的利
用率。
智能电网中的物联网技术实现,主要还是通过网络对数据的采集、传输和分析这几个方面。宽带给物联网提供的技术支持,使数据的采集不会受到量的限制。数据传输以多种成熟的接入式为主,可以避免传输过程中的拥堵。对获取数据的分析要通过云计算加工厂为终端用户提供服务。
物联网是智能电网的开发和应用的根本,随着物联网技术的成熟,其能够在电力系统中得到更加充分的应用。物联网技术能够应用到电力输送、传输和分析的各个环节,为电力系统的建设和日常维护、信息搜集等方面提供有效的保证和支持。
物联网在智能电网的应用中越来越普遍,物联网不仅能够为整个电力系统的发展提供有力支持,在家居电力系统应用方面也占有主要位置。物联网技术在智能家居等系统的应用主要是通过宽带通信平台来实现。
2 物联网技术应用在智能电网的作用
随着物联网技术在智能电网的实际应用技术越来越成熟,物联网将会成为和智能电网最密切的行业。智能电网逐渐会发展成信息面最广、最深、受众最多的物联网体系。物联网与智能电网之间的关系是互惠互利的,物联网借助智能电网得到更广阔的发展空间,而智能电网通过物联网提高供电的安全性和经济性,为电力节能减排工程提供技术方面的支持。
2.1 实现按需发电,避免电力浪费
其实物联网在我们的生活中就可以看到,例如我们家里用的电表,就是一个传感器。以往的电网技术储电技术不成熟,造成了能源的巨大浪费。而物联网的应用将这个难题解决。它主要是通过传感器的网络中枢对家庭用电的信息进行搜集和分析,从而确定一个家庭的用电高峰,再将信息返回到发电企业,这样就可以根据不同时段设计方案,很大程度上避免了电力资源的浪费。
2.2 促进分布式发电
物联网技术逐渐成熟以后还可以给家居用电带来全新的体验。例如,普通家庭可以利用太阳能供电,自给自足,多余的电量可以进入公共电网。
2.3 输电安全有保障
电力行业运行顺畅与否直接关系到国计民生。然而电力系统也是一个复杂的网络系统,电力运行不仅需要经济性,更需要安全性,安全的运行才能避免给人民生产生活造成财产损失,保证社会稳定健康发展。我国国家电网采用物联网技术,不断提高电力运输系统的应用技术,构建经济环保的现代化电网工程。
电网传感器的实际应用在世博会上就有很明显的体现。传统的供电方式虽然在传输安全上有保障,但是会造成很大的电力资源浪费。所以要应用物联网技术,在供电线路上安装适当的传感器,利用这些设备来实时监测电网的供电,保证安全性。
2.4 服务水平有待提高
中国移动作为国内最大的运营商,在打造高效的物联网方面做出了很多的努力。为了构件数字化生态系统,中国移动不断的推出了安防监控和交通物流等很多打造高效开放物联网技术的方案,应用到实际生活中,给人们带来很大方便。
2.5 有利于节约电能
在不同的办公楼里面,办公人员对屋内的温度要求不同,物联网传感器可以自己测定屋内的温度,经过数据整理得出常用温度,从而对屋内的空调等设备进行智能调节。试验证明,这项技术能够在很大程度上节约电能。例如,人在走入屋内的时候,屋内的灯亮,外面的阳光达到一定的亮度,自动窗帘会拉上等等,这些都是通过感应设备连接到计算机上,由计算机进行智能的控制,能够在最大的程度上减少电能的浪费。
物联网中的智能交互终端还能帮助家庭用电实现智能化,利用先进的通信技术作为强有力的支持,智能交互终端对家电进行统一的监控,通过对用电信息进行整合分析,整理出家庭用电的高峰期,指导用户合理用电,节约电能。
3 物联网技术在智能电网中的应用进行时
事实上,我国很早就开始注重研发物联网技术在只能电网中的应用 ,而且目前已经在很多项目中有了实践,例如智能用电、智能家居和电力监测等方面,因此物联网技术的应用正在不断的推动智能电网的建设。
国家支持物联网技术的研究和应用,所以在2009年开始就已经设立专门的从事物联网在电力系统应用环节技术的研究和开发。国网信息通讯公司的总经理经常带自己的研发队伍走访全国各地的电力研究院和研发场所,与相关的技术和研发人员进行探讨,挖掘物联网在智能电网应用中的潜在价值。
在走访各个研发地以后,国网信通公司于中国电力科学研究院达成了共识,为了能够推动物联网和新一代的宽带通信技术在智能电网中的应用更加广泛,这个优秀的公关团队带领具有研发优势的单位共同申报了国家的重大科技专项,组建公关团队,成立项目专题组,占据了物联网在只能电网中应用研发的先发优势
地位。这个课题小组在北京以先后召开了多次项目联络会,为物联网技术在只能电网的各个环节的应用提出了明确的攻关目标,为下一阶段的研发做充分的准备工作。
国家电网自2009年起,对智能电网在配电中的应用逐步进行试点试验,这些试点包括智能家居、监控防护等。试点的建成和推广,在很大程度上配合了智能电网的继续发展。
4 结束语
国网信通公司从电力应用的全局出发,率先进入研发领域,积极研发物联网技术,为物联网在智能电网中的应用奠定了坚实的基础。提出了明确的指导思想,计划在三年之内取得物联网技术在电力应用系统中的突破性进展,各种创新性科研成果,为我国物联网技术的研究以及应用做出了巨大贡献。
参考文献
[1]孙文文.基于营配一体化的电力设备全寿命周期成本模型研究[J].华北电力大学,2009.
[2]吴睿等.物联网技术在智能电网的应用[J].电器工业,2010,9.