观点：NB-IoT横空出世，智慧交通再迎新机遇
2016-08-23 19:51:14 来源：www.ladysslipper.com 作者:董海龙 评论：0
通信技术的发展，总是以我们看不懂、看不到的速度在快速发展，信息社会对通信速度、覆盖范围、处理能力的要求永无止境，所以通信技术一路狂飙，从2G到3G到4G，每一代通信技术的更新换代时间越来越短，4G普及不过两三年，刚成规模，现在5G已经在规模试验，国际通信标准组织3GPP也已完成5G通信需求规范调查，而且标准即将在两三年内制定完成。
在以往的智能交通建设和应用中，通信技术大多用于信息的传递，包括浮动车数据、手机信令数据、监控图像和视频的传输等等，虽然也很重要，但并不是决定性的组成部分。随着智能手机的普及，移动互联网愈加发达，通信技术对于智能交通、车联网的影响也变得越来越重要，包括车路协同、车间通信、汽车电子标识、ETC等等，能够大规模应用，通信技术都是核心。未来社会，不管是智能驾驶，还是无人驾驶，还是智能网联汽车，其商用的基础就在于通信，通信速度、抗干扰、响应时间等等，所以我们看到工信部在浙江、京津冀、重庆、上海等地相继开展了"基于宽带移动互联网的智能汽车与智慧交通应用示范"项目，LTE-V和5G都是发展的重点。
然而，今天我们要推荐的并不是5G，而是一个可用于智能停车、智能穿戴、智能抄表、智能井盖等领域的新型技术--窄带物联网（NB-IoT，Narrow Band IoT）。
什么是窄带物联网
首先来看看什么是窄带物联网。基于蜂窝的窄带物联网成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的频段，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，既不占用现有网络语音和数据带宽，同时也保证传统和物联网业务稳健进行。例如，在智能抄表的应用中，与采用有线PLC抄表数据相比，NB-IoT可以保证数据精准达99%。 NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWA)。NB-IoT支持待机时间短、数据发送量小、对网络连接要求较高设备的高效连接。
NB-IoT具备四大特点：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GPRS网络链路预算提高了20dB（也就是所谓的增益20dB），覆盖面积扩大100倍；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，预期的单个接连模块不超过5美元。
简单的理解就是可以基于现有4G蜂窝网络进行升级布设，用于通信频次少、终端设备多、数据传输量小、连接要求高的通信场景，可替代蓝牙、ZigBee、内置WIFI等短程通信连接。简单的讲，就是电信设备企业、电信运营商不甘心让物物通信这一市场就给RFID、蓝牙、zigbee等专用短程通信技术给占了（据统计现有物联网应用，以蜂窝网络设备实现通信连接的只有6%），因为这一类的技术不需要基站，不会产生流量，不会给通信运营商带来收益，就类似于高通、华为为什么要在基于DSRC技术的车路协同技术已经成熟后，还要进行基于LTE-V的车路协同技术研发应用。
窄带物联网与智能停车
就目前来看，窄带物联网在交通领域最大的用处在于智能停车系统的通信，通信技术企业华为、中兴、爱立信都有停车领域的技术试验，中兴宣称在深圳进行了基于窄带物联网的路边智能停车试验，而华为、爱立信则测试了基于该技术的室内停车位检测技术。
我们知道现在很多城市的路边智能停车都是通过地磁进行车位感应，地磁所采集到的数据一般是先从地磁到控制器，然后再到数据服务器，服务器再来核对信息，车主是否有缴费，缴费时长等。该技术覆盖范围有限，而且传输速度并不是非常优秀，当中控制器与数据服务端距离过远时，还需要通过中继器来增强和转发信号。整个系统在通信层，相对比较复杂和麻烦。
如果通过窄带物联网，就可以在每个地磁传感器上嵌入NB-IoT芯片，其直接通过4G-LTE蜂窝网络升级后实现通信，不需要架设控制器、中继器，一个服务终端就可以管理十万个左右停车位检测设备，信号可以穿透几堵墙，通信速度和连接质量都可以保证系统运行。一个通信模块5美元，类似深圳3万个停车位，也就是15万美元，大概在100万人民币的成本，而且可以减少其他通信设备的投入，所以在成本上是没有问题的。在使用寿命上，如上文所见，待机10年，是地磁传感器寿命的两倍。
尽管如此，深圳的路边智能停车系统目前还是采用原有通信技术，不可能刚建好就推翻，只可能进行后期建设时，采用这样的技术。全国其他建设路边停车智能收费系统的城市或许可以考虑采用窄带物联网，就是不知道通信费用每年需要多少，但估计也不会很多。通信芯片企业U-Blox日前推出全球第一款依照通信技术标准制定机构3GPP所颁布的Release 13标准的NB-IoT通信模块，其支持最大每秒227Kb的下行速度和最大每秒21Kb的上行速度，即便24小时不间断上行传输，也就1.7G的流量。但停车位检测感应是触发式通信，每次停车开始和结束，传送的数据绝不可能超过1M，一天停车20次，也就20M的数据，一个月600M。这点流量，相比较视频实时传输，根本不值一提。
6月底在上海举办的世界移动大会上，中国联通与华为共同展示了基于NB-IoT的智能停车解决方案，是用地磁+ NB-IoT芯片的方案。爱立信在北京进行的室内停车场查找车位的测试，虽然没有说是采用何种车位传感方式，我们估计是无线超声波或地磁+NB-IoT芯片，该测试检验了传统无线信号无法覆盖的地下空间实时发送数据的能力，帮助解决车主在大型地下停车场寻找车位的苦恼。传统的室内车位检测是通过视频检测、超声波检测、无线超声波、地磁检测来实现，前两者都需要布线，后两者则受限于环境，存在通信盲区和干扰。不管是何种车位检测方式，其目的都是服务于反向寻车，让车主在大型停车场迅速的找到车位，NB-IoT的应用，优势不如在路边停车上明显，虽然可以提高覆盖范围和检测能力，能否提高寻车速度值得怀疑，毕竟还需要其他技术和服务手段的配合，包括车位引导、车位预定等，NB-IoT通信只是其中一个环节，并不是决定性的，但该技术给了室内停车引导、反向寻车的服务提升，带来了更多可能性。
窄带物联网与未来智能交通
就目前来看，NB-IoT在智能交通领域比较靠谱的应用场景就在于智能停车，通信频次低，无需布线，无需复杂组网，比较适合停车位检测通信。那么NB-IoT还能用于智能交通其他领域吗？
暂时没看到。现在NB-IoT已经应用于智慧城市中的智能井盖、智能抄表（电表水表）等，都具备通信频次低、数据发送量小等特点。在交通领域，大多数交通流采集传感设备，NB-IoT都不适用，数据发送量大，通信频次高，连接质量要求高，不管是道路通信收费，还是车流量检测，还是视频监控。但NB-IoT在交通领域就没有其他用武之地了吗？
也不一定，比如说道路基础设施的监测，尤其是重点路段、事故频发路段的护栏、交通标牌等，护栏受到严重撞击，即可发送预警信号到交通应急部门、道路护理部门。或许还可以用于水浸比较常见的路段，进行水浸监测，从而自动生成水浸地图等。另外，或还可以用于公共自行车系统，用于车辆管理。
小结
作为一种新型的物联网通信技术，NB-IoT的可应用场景一定会随着技术的发展和需求的提出，而越来越多。尤其在中国移动、中国联通、中国电信三大电信运营商以及华为中兴大唐等电信设备企业，基于未来利益的推动下，NB-IoT一定会快速发展。6月16日，NB-IoT 技术协议获得了3GPP 无线接入网（RAN）技术规范组会议通过。业界普遍认为，NB-IoT商用在即，并预测2017年年初，中国有望规模商用NB-IoT。上文所说的U-Blox就是全球第一个按照最新制定的国际标准所推出NB-IoT芯片。
智能交通领域的技术开发者们，可以考虑将NB-IoT技术更多的引入到智能交通应用中，服务于道路安全管理和交通运输管理。
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