关于NBIoT和GPRS的应用总结.doc

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主要IOT技术要求与市场业务分布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。NB-IoT使用授权频段基于运营商全球覆盖最为广泛的网络可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，享有更好的服务。LoRa的诞生比NB-IoT要早些，LoRa工作在非授权频段，故不需要额外付费，LoRa协议比NB-IoT更简单，更容易开发，相对成本少。LoRa节点可以根据具体应用场景需求进行或长或短的睡眠，电池寿命更长GPRS是通用分组无线服务技术的简称。对于分组交换模式，用户只有在发送或接收数据期间才占用资源，这意味着多个用户可高效率地共享同一无线信道，从而提高了资源的利用率，相对链接时间长支付费用却低。GPRS可提供高达115kbps的传输速率，传输速率高。总结：IoT领域并没有一个没有争议的选择，每一个应用场景都有自己独特的需求和考虑。NB适合的业务，在于低频次的业务，最好是一天通信一次，其余时间最好能够休眠或者关机，从而实现低功耗，乃至网络容量的扩大。 从这个角度来说，NB适合三表(燃气表，水表，热力表)，垃圾桶监控，窨井盖监控，烟感监控，路灯监控，等等供电不方便，并且是不需要高频次通信的场合。 至于GPS定位跟踪之类的产品，我们还是优先选择GPRS网络。网络层应用： GPRS属于长距离通讯，历史比较久远，除了手机通讯以外，包括POS机、共享单车、车载GPRS等移动应用均有较广的使用。是第二代的数字通信系统，以及之后的升级3G、4G、5G等。NB-IOT属于中远距离通讯技术，工作频率在433MHz~912MHZ，有效通讯距离应该在5~10公里以内。是这两年由华为等通讯服务商牵头的标准，获得国家的支持，主要面向于物联网、智能家居应用，以及电表水表电网等国家基础设施上使用。两者均基于蜂窝技术实现广域无线网络的标准，且均由通讯运营商铺设无线基站。简单来说，NB-IOT与GPRS最大的区别在于，NB功耗远低于GPRS，这样可以解决很多应用领域供电麻烦，比如烟感报警器、电网故障检测仪、各类家居传感器&控制器、区域内物体移动监测（手环）、工业流水线监测等。但NB也有自身的缺陷就是传输速率比GPRS要低，这是其技术的局限，所以并不能适合用于有高速率要求的领域，比如IPCamera、蓝牙音响、手机通讯等。GPRS通讯模块： 1，是GSM的一种移动数据业务，是2G移动通信的数据传输技术。2，传输速率为几十kbps3，永远在线，不会被呼入的电话打断4，模块启动电流较大，典型供电电压3.8v，4.0V，4.2V，约2A，5，模块价格￥20-30GPRS供电电路要求： GSM/GPRS模组供电设置在3.8V/2A的规格主要考虑点：1、一般模组供电电压最小3.4~4.2V，有3-400mV跌落电压要求；2、一般模组正常工作电流0.8A左右，拨号瞬间会有持续几秒钟1.8A左右的脉冲电流。因此，ISL91107IR在0.8A左右转换效率最高，1.8A脉冲电流需要C9、C10提供一部分能量，同时尽量使模组供电电压尽可能最小，降低整个功率输出。GPRS(SIM868、SIM808)模块采用单电源供电，VBAT供电范围3.2～4.2V之间，推荐电压为4.0V，模块射频发射时会导致电压跌落，这时电流的峰值最高会达到2A以上，因此电源供电能力尽可能达到2A，并建议VBAT引脚并接大电容（电容根据供电IC输出能力确定）。电源芯片选择上需要注意，如果外部输入电压与VBAT压差很大，建议选择开关电源,当选用DC-DC时需注意EMI干扰，建议串接磁珠以备调整；如果外部输入电压与VBAT压差不大，最好选用LDO。客户的产品需要过TA、CE、FCC等认证，推荐选择LDO供电。为了增强模块电源抗干扰能力（主要抗浪涌，脉冲群，静电等），不至于在外界环境比较恶劣的情况下导致模块供电异常，建议根据实际应用在外部电源输入端加一些共模电感、TVS管等器件，在VBAT供电芯片输出端加一些nf、pf级电容，滤除干扰。电源隔离设计，从图3-1中可以看出，在GPRS模块的工作过程中，存在瞬间大电流的情况，导致电压波动，产生开关噪声，这些是GSM移动通信制式的固有特性。这种噪声会影响GPRS模块以外的电路，特别是模拟信号，以及音频处理电路。为了规避这种噪声，需要将GPRS模块的电源和其它电路的电源做隔离处理。隔离措施可以是DC-DC或者LDO电路，或者电感搭建的LC滤波电路。隔离电路可以参考如下原理示意图3-5。DC-DC或者LDO，建议使用额定输出电流峰值大于2A的电路。LC滤波电路中，电感L建议使用10μH，额定电流大于1.2A的线绕功率电感。参考电路网址，：https://blog.csdn.net/SharpQian/article/details/56013401 GPRS在电力系统抄表中的应用电力抄表的场景分为用户侧通信和配网通信系统。电力负荷监控系统频段采用230MHz+1.8GHz的TD-LTE专网。用户电表的远程抄表采用过很多技术，包括GPRS、3G、LTE、PLC、Zigbee、433MHz等等，抄表频率的目标是15分钟一次采集和上传，每天96个点，以便实现电网的在线监测控制。中国等居住集中的地方主要是采用集中式抄表，主要有电力光纤集抄和GPRS集抄(占比超过50%)，欧美等居住分散的地方主要采用独立抄表。由于电力抄表供电不是问题，数据量相对较大，目前尚未体会到电力抄表利用NB-IoT的迫切需求。 NB-IOT1，NB-IoT，即窄带物联网（NarrowBandInternetofThings）。可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，部署成本低。2，一种新兴技术，覆盖面积广，低功耗广域网。3，资费低，未来可能取代GPRS，NB-IoT比LTE和GPRS基站提升了20dB的增益，期望能覆盖到地下车库、地下室、地下管道等信号难以到达的地方。4，模块价格预计5美元。应用领域：区别：　　共点一：GPRSDTU与NB-IotDTU作为不同网络制式的DTU，其工作原理和功能都是一样的，都是实现工业设备在户外与远程服务器双向透明传输数据。　　共点二：应用领域大致相同，甚至可以无缝切换。GPRSDTU与NB-IotDTU都适用于对传输速率要求不高的工业现场领域。　　GPRSDTU与NB-IotDTU的区别 　　第一，NB-IotDTU的网络覆盖更强。NB-Iot在室内的覆盖能力很强，比GSM增强20dBm增益，相对应的在在覆盖区域的范围上比GPRS提升了100倍。网络覆盖的增强在农村，厂区，地下场所的部署上有很大优势。　　第二，NB-IotDTU具有更强的链接能力。举例说明，如果使用相同的基站，NB-IotDTU比传统的GPRSDTU提高50-100倍的设备接入量。在实际应用中接入设备数的优势有极大作用。　　第三，NB-IotDTU具有更低的功耗。超低功耗在工业应用中是非常重要的，NB-Iot比GPRS拥有更低的功耗，它的电池可以待机5-10年不用更换，在一些需要长时间不能更换电池的场所，NB-IotDTU可以说是极佳的选择。　　第四，NB-IotDTU具有更低的成本。目前在山东电信已经实现了NB-Iot99%的网络覆盖，而且这一趋势正在向全国扩展。NB-IotDTU的低成本想体现在它可以跟传统蜂窝网络共用基础设备，不需要重建;在资费方面，NB-Iot的一年费用才30元钱左右。　　第五，NB-IotDTU具有更好的市场前景。GPRS已经面世很久，在国外很多国家地区面临逐步淘汰的现状。NB-IotDTU拥有更好的前景。