智慧城市就是运用信息和通信技术手段感测、分析、整合城市运行核心系统的各项关键信息，从而对包括民生、环保、公共安全、城市服务、工商业活动在内的各种需求做出智能响应。其实质是利用先进的信息技术，实现城市智慧式管理和运行，进而为城市中的人创造更美好的生活，促进城市的和谐、可持续成长。
智慧城市的建设在国内外许多地区已经展开，并取得了一系列成果，国内的如智慧上海、智慧双流；国外如新加坡的“智慧国计划”、韩国的“U-City计划”等。LoRa应用学习站将收集和整理基于物联网的智慧城市解决方案及应用，以供大家交流学习和参考运用。
芯片年出货量超1000万片，LoRa究竟有何神通？
“在未来物联网的应用中，大部分的设备只需要传输很少的数据，因此低功耗广域网技术（LPWAN）非常适合低速物联网设备的连接。国内的运营商都在积极的部署NB-IoT/eMTC等LPWAN网络。” 上海联通物联网运营中心技术总监沈洲在一场LPWAN研讨会上表示。 据相关数据显示，2020年我国物联网市场规模将超过1.8万亿元，物联网连接总数将达到10亿，其中LPWAN技术将提供7.3亿连接。 自2016年NB-IoT核心标准冻结之后，关于低功耗广域网技术（LPWAN）的讨论迅速增多，市场热度不断升温。在我国，除了三大运营商鼎立支持的NB-IoT和eMTC，早几年已经进入国外市场应用的LoRa也从一种小众技术迅速进入到人们的视野当中。 不过，不同的技术流派可能给应用企业带来困扰：NB-IoT、eMTC和LoRa各自的技术特点到底是什么，有何优劣势？我的产品需要采用LPWAN技术吗，又该选择哪一种？LPWAN技术最有可能在哪个应用上爆发？ 芯片年出货量超1000万片，LoRa究竟有何神通？ 相比最近两年才推出的NB-IoT，LoRa在国外已经有了广泛的应用。Semtech业务拓展总监杨柳博士在一场LPWAN研讨会上表示，经过5年的发展，LoRa在全世界各大洲已经建成了46个公网、350个试验网，一年的芯片出货量超过1000万片。 杨柳博士指出，与NB-IoT等新型蜂窝技术相比，LoRa最大的技术特点是采用了线性扩频技术，能在噪声以下的20db接收到信号，因此可以有效地在低速率低功耗的情况下进行远距离传输。根据Semtech与思科在美国合作的测试数据显示，LoRa在无遮挡情况下的传输距离能达到50公里。 其次，LoRa的功耗比NB-IoT更低。其原因在于LoRa的协议层更加简单，而且其无线模块的最高功率和平均功率的比率低，电路设计效率高。LoRa在深度睡眠的情况下电流少于2uA，等待状态是2mA，接收状态少于10mA，发射功率0.1w，这大大延长了电池的使用寿命。 最后，LoRa的网络部署更加灵活，可以实现按需部署。杨柳博士表示，LoRa的基站和路由器可以做到非常小，并在现场展示了用手掌托着的微型基站和只有普通路由器大小的室内网关，这与人们印象中矗立在山上有如高塔般大小的基站大相径庭。小体积还降低了基站的成本，可以做到100美金的价格。通过小基站和微型基站可以实现网络更深度的覆盖，这在某些现实的环境里面很适用。 图：LoRa的技术特点 瑞兴恒方网络(深圳)有限公司副总经理谢利超对此进一步补充道，在某些应用场景里面，基站的密度无法实现物联网网络的全覆盖。例如LPWAN在燃气表的应用中，很多燃气表都放置在铁箱子里面，属于信号屏蔽的环境。这个时候基站的密度绝不是大家宣传的十公里或者几公里，很可能是五六百米。与此类似的还有LPWAN在电梯的应用，基站密度要达到200米。又比如在深圳的城中村里面，根本没有蜂窝网络的覆盖，这个时候想要实现物联网的应用，就需要根据节点的数量和位置灵活部署小基站/微型基站。在这些应用场景中，LoRa网络部署的灵活性得以体现。 谢利超还提到了当下LoRa面临的一些挑战。第一，处于免授权频段，频率污染较为严重、私有化网络较多、安全性较差；第二，网络的建设和维护难、成本高，特别是对于小企业和普通消费者；第三，物联网碎片化严重，无线模块需要定制化；第四，缺乏运营商的支持，难以实现城市级的网络覆盖。 针对网络建设难的问题，国内已经有专业的LoRa物联网运营商出现。例如杭州罗万信息科技有限公司，提供包括LoRa网关、云平台和自建基站的LoRa系统级解决方案，并应用在无线烟感、水电气表等产品中。 图：杭州罗万信息科技有限公司基于LoRa的消防物联网解决方案 此外，2017年5月，中国科学院计算机网络信息中心（CNIC）宣布LoPo-IoT已实现在广州南沙区803平方公里的网络覆盖。广州中国科学院计算机网络信息中心副总工程师黄开德表示，LoPo-IoT是基于LoRa的一种LPWAN技术，数据接入国家物联网标识平台，保证了数据的唯一性和安全性，在医疗健康、资产追踪等领域有广泛的应用市场。 图：CNIC目前已建成118个基站，基本实现广州南沙区的网络全覆盖 模组厂商、运营商积极布局，明年或实现NB-IoT规模商用 NB-IoT技术很新，2016年核心标准冻结至今不过两年时间。但运营商对NB-IoT却并不陌生，因为它从本质上还是一种标准化的蜂窝技术，运营商不必为此重新布置站点，完全可以在已有基站基础上实现快速部署，因而得到三大运营商的大力支持。 “在未来物联网的应用中，大部分的设备只需要传输很少的数据，因此NB-IoT将会是低速物联网设备的最佳选择，基于此，国内的运营商都在积极的部署NB-IoT网络。”上海联通的物联网运营中心技术总监沈洲表示。 沈洲说道，上海联通可以说采用了非常激进的态度来推动NB-IoT的发展：2015年7月，首先开始样本测试；2016年，率先在迪士尼乐园提供NB-IoT的物联网应用体验；2017年5月，实现了上海NB-IoT网络的全覆盖。而到了现在，NB-IoT已经处于爆发期。上海联通在与政府的沟通中，发现他们在智慧城市方面有非常大的需求。智能停车、智能烟感、智慧路灯、水表气表等很有可能率先实现规模商用化。 目前来看，阻碍NB-IoT 发展的最大的问题还是成本。“从我们了解的情况来看， NB-IoT模块在年初的成本是100元，现在可以降到60-70元左右，但仍然比2G模块20-30元的价格高出许多，这不利于NB-IoT的普及。” 沈洲说道。 那么目前NB-IoT模组到底发展到了什么程度？在上周的物联网展上，龙尚、中兴物联、Simcom、美格、有方、Telit、Ublox、骐俊等主流NB-IoT厂家都有参展，让我们来看看他们怎么说。 龙尚科技的现场工作人员指出，当下几乎所有主流模组厂商的NB-IoT模块均未实现量产。2017年龙尚推出基于高通芯片的NB-IoT/eTMC/GPRS多模模组A9500，至今出货量有一万多套，但主要还是给客户测试或者应用试点使用。应用场景包括远程抄表、智能停车、智能路灯、环境监测、智慧农业、畜牧养殖灌溉、智能垃圾箱等智慧城市领域。预计今年9月份，龙尚将推出NB-IoT单模的A9600模组。 图：龙尚A9500开发板 图：龙尚无线通讯模组 中兴物联目前只有一款NB-IoT模组ME3612，采用高通的MDM9206芯片。中兴物联的现场工作人员介绍，ME3612模组已经实现了小规模量产，在智能井盖、智能路灯、智能消防栓、共享单车等有试点性应用。据传今年9月份，中兴物联会推出NB-IoT商用芯片RoseFinch7100（朱雀7100），与华为、高通在NB-IoT芯片市场一决高下。 图：中兴物联在江西的NB-IoT智慧地井监测系统 值得一提的是，出货量名列前茅的移远并未参展，反倒是与其颇有渊源的移柯带来基于高通MDM9206芯片的L700无线模组参展。由于L700刚发布不久，其出货量并不大。此外，骐俊也展示了ML3500 NB-IoT无线通信模组，不过仍处于测试研发阶段，预计今年内推出。 图：骐俊NB-IoT无线通信模组ML3500 图：芯讯通无线通信模组 图：有方无线通信模组 共享单车or智能锁，哪一个将是LPWAN爆发级的应用 从技术特点来看，LoRa、NB-IoT、eMTC都具备低功耗、低成本、广覆盖、大连接等特点。那么，对于应用企业来说，该如何选择LPWAN技术？ 芯讯通无线科技有限公司产品总监赵明女士指出，用户应该根据自己的需求，根据产品特性和应用场景来选择合适的技术。上海联通的沈洲也表达了相似的观点：“我们没有强迫用户使用NB-IoT，如果是井盖、水电表等对低功耗要求极高的产品，可以选择NB-IoT；如果是为了低成本和低流量，建议先使用2G模块，等NB-IoT和eMTC规模商用后再选择也不迟。” 瑞兴恒方的谢利超则从技术的层面分析， 一般的LPWAN技术通过限制带宽的方式来提升灵敏度，例如NB-IoT就限制了上行带宽。而LoRa无需如此，其特有的线性扩频技术保证了上下行带宽对称。如果需要真正的双向通信，如电网监控，LoRa可能是更好的选择。 随着LPWAN技术的普及，出现了很多除了传统的井盖、水/电/气表、路灯、烟感之外的产品，表明LPWAN已经吹响了取代一部分2G/BT/WiFi市场的号角。例如福建的一家企业推出了NB-IoT心率带，把传统的蓝牙演进到NB-IoT传输。又比如当下最为火爆的共享单车市场，前几个月ofo单车和中国电信、华为合作推出NB-IoT共享单车。高通也宣布计划与中国移动及摩拜单车展开合作，启动中国首个eMTC/NB-IoT/GSM（LTE Cat M1/NB1和E-GPRS）多模外场测试。 据悉，芯讯通是共享单车市场最大的无线模块供应商。赵明表示，LPWAN解决了共享单车的两个问题。一是2G网络的连接数有限，局部地区如果有大量用户连接，存在网络堵塞；二是电池续航时间有限。 但是，业界对于NB-IoT在共享单车的应用持谨慎态度。赵明表示，目前芯讯通给共享单车供应的仍是2G模块， NB-IoT共享单车还处于试验阶段，模组厂商也在观望。因为NB-IoT不支持移动状态下的基站切换，导致用户停车时有个断网重连的等待过程。相比之下，具备移动性的eMTC更适合共享单车，为ofo单车供货的龙尚科技也表达了类似的观点。 当然，对于NB-IoT在共享单车的应用也不能一棒子打死。随着NB-IoT的技术发展，有可能解决上述问题。据悉，3GPP在Re-14中对NB-IoT进行了一系列增强技术并于2017年6月完成了核心规范，其中就包括定位和移动性功能。以后，NB-IoT的应用可拓展至资产追踪和可穿戴领域。 除了共享单车，智能门锁也可能是LPWAN下一个爆发级应用。根据易观智库的发布的统计数据，2015年我国智能门锁的出货量是200万， 2016年达到400万，预计2017年的出货量将会再翻一番，达到800万。 沈洲指出，智能门锁将会在今年年底、明年年初彻底爆发起来。LPWAN技术符合智能门锁低功耗、低成本的痛点需求，可帮助政府的公租房、青年公寓市场实现多功能的管理。 Read more.
为什么LoRa可以在能源计量领域快速突破？
以往抄表是由抄表员逐一上门读取用户当前水表、气表、电表的显示数，记录在抄表簿上，带回数据中心进行统计、汇总、计费等处理，效率很低，容易出错，传统抄表收费模式的弊端逐渐成为能源计量公司提高管理水平的障碍。 图 1 传统人工抄表 现在我们很多小区抄表多采用手持式抄表机，手持式抄表机可理解为便携式掌上型电脑，具有较强的运算和储存能力。抄表员抄表后，抄表机直接将数据上传到服务中心上，服务器复核数据后，由抄表机直接开账、打印账单或各类工作单，工作效率大大提高。 图 2 手持式抄表仪 但是这同样需要人工现场读表，打印费用单，对人工成本要求并未降低。物联网的发展同时带动了智能家居行业推广，能源计量行业技术迭代也在迅猛发展。 其实物联网应用中的无线技术有多种，可组成局域网或广域网。组成局域网的无线技术主要有Wi-Fi，蓝牙、zigbee等，组成广域网的无线技术主要有3G/4G等。这些无线技术，优缺点非常明显，如下图总结。 在低功耗广域网（Low Power Wide Area Network， LPWAN）产生之前，似乎远距离和低功耗两者之间只能二选一。当采用LPWAN技术之后，设计人员可做到两者都兼顾，最大程度地实现更长距离通信与更低功耗，同时还可节省额外的中继器成本。 LoRa是LPWAN通信技术中的一种，是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。 表 1 现代主流无线方案参数对比 LoRa最大的优势就是低功耗，易组网，成本低，传输距离远等等。而且LoRa非常适合大规模部署，比如在智慧城市中的市政设施检测或者无线抄表等应用领域，可大大减少人工作业和施工布线成本。 图 3 LoRa无线抄表系统 ZM470SX系列模块是ZLG致远电子自主研发的一款工业级射频无线产品。模块采用源自军用战术通信系统的LoRa调制技术设计，完美解决了小数据量在复杂环境中的超远距通信问题。 相较传统调制技术，ZM470SX系列模块在抑制同频干扰的性能方面也具有明显优势，解决了传统设计方案无法同时兼顾距离、抗扰和功耗的弊端。另外模块集成了+20dBm的可调功率放大器，针对应用于远距离传输且对可靠性要求极高的场合。 表 2 LoRa与普通470模块参数对比 ZLG致远电子为工业互联网领域推出了智能无线网关IoT-3968L，以ARM9为核心，采用两路MiniPCIE接口设计，并提供多种可选配的无线接口模块（采用MiniPCIE接口设计，包括Wi-Fi、zigbee、LoRa、GPRS/3G/4G等），方便客户快速搭建合适自身行业的智能物联网网关产品。 图4 IoT-3968无线网关产品 案例特点： · 高可靠性：LoRa模块采用军用的调制技术设计，可有效保障小数据量在复杂环境中的超远距离传输问题； · 集抄范围广：LoRa模块节点扩容冗余大，接入地点无限制，能满足城市、山区和乡镇的接入需求； · 建设成本低：LoRa模块内置在电表和电力集中器中，解决了布线难题，可快速组网，也免去了后期线束维护费用。 ZLG致远电子可为客户从底层数据收发、传输到控制形成整套解决方案，并为用户提供评估套件，协助进行测试，帮助用户快速上手，早日推出终端产品抢占市场先机。 图5 LoRa模块评估板 Read more.
关于智能照明，Zigbee和BLE这次又掐起来了
对于未来的物联网市场，当业界都在“疯狂的”预测会安装多少个设备的时候，Silicon Labs却更关心“市场到底能为消费者提供什么样的设备？”。因为几乎所有人都遇到过类似的情景—安装了很多“看起来有趣，但实际上无用”的自动化设备。 据全球市场研究咨询公司Markets and Markets发布的市场研究报告指出，2015年全球智能照明市场规模为33亿美元，而到2022年，全球智能照明市场规模预计将达到197亿美元，2016年到2022年之间的复合年增长率为27%。但Zigbee、Wi-Fi、Thread、蓝牙Mesh等多个标准的相互厮杀，在一定程度上阻碍了智能照明的发展。 用设备来取悦用户 “当我们谈到联网设备时，就应该花点时间来谈谈联网照明。”Silicon Labs软件业务副总裁Skip Ashton认为同智能门锁一样，联网照明也是让最简单的设备去做最复杂的、可靠性最高的工作。“照明厂商很擅长结合玻璃和LED技术来制造各种灯泡，但对于嵌入式网状网(Mesh)和无线连接却并不在行，如果不认真解决这些技术挑战，就会遭到消费者的抛弃。” Silicon Labs软件业务副总裁Skip Ashton 对于未来的物联网市场，当业界都在“疯狂的”预测会安装多少个设备的时候，Skip却更关心“市场到底能为消费者提供什么样的设备？”。因为几乎所有人都遇到过类似的情景—安装了很多“看起来有趣，但实际上无用”的自动化设备。 他认为这是物联网市场成长过程中面临的一个挑战，即如何用设备来取悦用户？亚马逊(Amazon)推出的采用Alexa语音识别系统的Echo音箱在Skip看来是一个成功案例，它可以将很多具备不同功能的产品连接在一起，在进行了多次的版本升级后，已经能够为用户提供非常简便易用的体验。 “这就是用设备来取悦用户的典型案例。虽然目前看起来Echo还不是那么完美，它对口音的识别也不足够好，但这已经让用户眼前一亮了，所以亚马逊给出了1000万台的销售量预测。对于拥有1亿个家庭的美国市场而言，1000万台的销量已经是很高的渗透率了。”所以，Skip说，对于Silicon Labs这样的芯片厂商而言，不但需要提供芯片、模组、开发工具和软件，还要在出现问题时帮助分析原因和解决问题。 NB-IoT和BLE Mesh并不适合智能照明 NB-IoT可以说是目前物联网市场上最受关注的技术。Skip承认它会在长距离覆盖市场上占有一席之地，但认为NB-IoT的功耗是蓝牙和15.4标准的10倍，所以这对电池供电设备不一定适合。另一个问题是物联网世界中的绝大多数设备其实只需要本地连接和通信，比如智能照明设备就不需要和云端沟通，尽管如果连接到云端可以更好的了解工作状态，但实际上通过本地化的方式来实现连接和控制会更加方便。 几个月前，黑客们袭击了美国的DNS服务器，影响了Linux摄像头等很多物联网设备，许多互联网网站也出现宕机。Skip说如果采用从设备到云的端到端控制方式，在没有互联网的情况下，安防系统、智能家居系统就不会工作。“对于联网照明，我们希望开关动作在没有互联网的情况下仍然能够正常工作。拥有云连接是一件好事，这可以提供更多服务，但是你不能确保设备总是运行良好，这就是问题。所以我们的核心策略将是专注于设备与设备间的通信。” 最新推出的Bluetooth Mesh技术同样引起了业界的关注，但Skip却认为它并不会像Zigbee那样在照明领域内拥有丰富的产品。因为Bluetooth Mesh采用的是大数据流的flooding Mesh，而不是路由方式的Mesh，它的工作原理是每一个节点以不断重复的方式发送数据。这种做法的好处是简单易用，但可扩展性是其短板，特别是在商业楼宇中无法使用。另外，可靠性也是个问题，因为其工作时很容易出现“吼叫”现象。比如在房间里有15个灯泡，用flooding Mesh没有问题，但是如果整个区域有几十个上百个灯泡，flooding Mesh的工作状态就不会很好。 他还特别强调了物联网设备的可靠性、互通性和安全性，并认为Zigbee 3.0在这些方面拥有长达10年的优化和完善经验。相比之下，新生的Bluetooth Mesh可能会遇到一些有趣的挑战。比如蓝牙设备制造商以前是不用担心互通性的，因为一家智能手表厂商最关心的，是让自己的智能手表和自己App连在一起，而不是将其它人的设备与自己的App连在一起。所以在这种情况下，制造商拥有和控制了通信的两端，大多数蓝牙用户都添加了自己的特性，因为互通性只限于我的设备和我的App。 但是对于家庭中的Bluetooth Mesh，互通性就不仅仅限于我的设备和我的App了，而是所有的设备之间都要能够交流。Skip认为这是一种有趣的“理念”改变，而不是技术问题。“今天蓝牙的对话设置互通性很差，消费者必须手动来设置这种连接，必须自己设置电话与手表之间的通信，这种情形是不用担心互通性问题。但是在Mesh网络中呢？” Zigbee/Thread标准的最新进展 在过去的12个月内，获得Zigbee认证的新设备数量主要来自联网照明和家庭自动化，两者加起来占总认证数量的75%。只是目前行业的主要关注点仍然是Zigbee，Thread产品还没有实际发货。 过去的12个月内获得Zigbee认证的新设备数量(截止2017年5月31日) 从Skip提供的列表中可以看出，服务提供商的机顶盒等已经具备了15.4连接功能，例如Verizon最新的Fios机顶盒、Comcast的家用接入终端、以及Dell的Edge Gateway等；家用Wi-Fi设备商如Linksys、TP-Link、Google和三星等，也都在其为美国市场提供的产品中加入了15.4连接能力。高通在今年Computex上宣布推出的接入设备参考设计中，就将Wi-Fi、Bluetooth和15.4这三种协议结合在一起，提供给硬件设备生产商来采用；音频和视频控制设备，如Nest控制器、温控器或者摄像头因为具备15.4无线连接功能而成为家庭15.4路由汇集中心。现在大家都在做更大的集成，因而可以取代一些设备，家里就没有这么多盒子了。 Zigbee联盟在中国的发展也很迅速，在过去18个月内，包括力达信集团在内的四家公司加入了Zigbee联盟董事会，另外三家分别是华为、南京物联和美的。此外，Alibaba也在近期成为了Zigbee联盟的会员。这说明无论是电视运营商，还是腾讯、阿里巴巴，他们都在千方百计的将触角深入每个消费者的家庭中，如果设备已经具备了15.4功能，至少他们在进入智能家居市场时不用担心付出额外的成本和复杂性。 Zigbee 3.0是Skip强调的重点。尽管从下表来看，目前Zigbee 3.0所占的份额很小，处于市场萌芽状态，但由于这是Zigbee照明和家庭自动化领域内领先厂商共同决定推出并优化的技术，所以发展前景是极为乐观的。按照他的说法，Zigbee 3.0相对以前的技术更简单、易用，灵活性更高，有更好的用户体验，互通性和兼容性也更强，更重要的是提升了安全性，例如过去1年中联盟成员就共同完成了156个测试项目来确保互通性。 多种无线协议共存 多种无线协议共存一直以来就是行业的热点话题，Skip此番特意提到了Wi-Fi和Zigbee的共存。他说在经过长时间的研究和大量的测试后，发现这两种协议在共存时会发生以下三种问题：一是两种协议进入同一个设备后，射频部分会相互冲突；二是Wi-Fi的发射功率高达20-30dBm，往往“淹没”了Zigbee；三是Wi-Fi总是以很高的速度去传输数据，占用了很多频段资源，比例一度甚至可以达到99%，留给Zigbee的资源只有1%，这样就有可能造成包的延迟，从而影响到了用户体验。 他们的解决方案是通过一个共享机制让两者之间进行合作，以防止出现过多的数据包丢失，或是对彼此的干扰。这种协调机制是以软件的方式来实现的，一种是可切换的方式，可以根据用户需求去进行重启和载入；另外一种是动态性转换，可以通过软件在工作时即时进行两种协议的转换。 PTA功能减少了数据包丢失 “设计这种多协议产品还是很有挑战性的，包括如何在实际使用时用软件去切换射频？如何用软件去调用不同的协议栈？如何去设定安全性指标等。”Skip认为在实际运行中切换协议栈对于许多大型半导体公司而言并不是一个容易解决的问题，因为他们喜欢的商业模式是我派工程师帮你做成功，但对物联网应用来说，更多是靠软件来做自我优化，而不是靠更多的工程师去现场提供支持，这是他所带领的软件团队的优势。 此外，由于在多协议芯片中不同的协议可以使用同一个Flash和Memory，所以多协议芯片的成本会比几个单独的芯片加起来要便宜的多。而且多协议芯片还带来了很多新的应用，比如同一个片上Flash可以用来在不同时候运行不同的协议，用户就可以用Zigbee去控制灯泡，也可以实现蓝牙信标(beacon)功能，提升了开发便利性和用户体验。 来源：电子工程专辑 Read more.
Sengled生迪加入LoRa联盟 助力智慧城市发展
生迪携手美国电信巨头Comcast的企业物联网服务machineQ，将智慧照明技术推向大规模商用 亚特兰大2017年8月15日电 /美通社/ — 全球智能照明领导品牌 Sengled 生迪近日宣布，该公司已加入 LoRa 联盟 (LoRa Alliance)，携手更多科技创新者将家居自动化应用推向大规模商用，助力智慧城市发展。 LoRa 联盟是一家专注于物联网的非盈利性组织，致力于推动 LoRaWAN 协议获得更广泛应用。LoRaWAN 协议是一个开放式的全球标准，用于确保物联网低功耗广域网 (LPWAN) 连接及其网络安全。今年6月，生迪参加了 LoRa 联盟在美国费城召开的全体成员大会。会上，成员们纷纷展示了符合 LoRaWAN 标准的最新产品与技术，采用 LoRa 技术的生迪智能灯泡 BR30 也在其中。 生迪智能灯泡 BR30 可通过 LoRa 无线控制实现开/关、色温调节和调光操作。在 LoRa 联盟大会上，生迪的产品演示正是基于美国电信巨头 Comcast 最新的企业物联网服务 machineQ，该服务利用 LoRa 的 LPWAN 技术实现物联网设备的数据传输和分析。 生迪北美业务总经理Alex Ruan表示：“自动化技术正重新定义消费者的居家体验。以手机应用软件和语音指令实现操控的智能设备，覆盖了从监控到照明的各个家居应用场景，一体化网络正逐步实现万物互联。我们希望将这些智能技术的应用范围从家庭延伸到城市。例如能量监测、安防和远程控制等功能，将为城市发展带来巨大价值。现在正是将这些技术推向大规模商用的最好时机。” 早在2016年，生迪 Element 节能系列就与美国 Comcast 电信公司的 Xfinity Home 智能设备实现互联。目前生迪正与 Comcast 携手在美国各大城市推广基于 machineQ 服务的智慧照明产品。 machineQ […] Read more.
LoRa超远距470模块在故障指示器中的应用
智能电网的改造，已经初步实现电网线路故障的精准定位，至少让过去提着手电漫山风雪中寻找故障点的巡线员轻松了不少，看看如何实现。 我们经历过的停电，时间都并不太长，城市的任何一处电网故障都会得到抢修员的及时补救，但是，跨越大山大河输送到县镇里的电如果停了，巡线员也要再沿着大河大山循线排查，在古代的烽火台已经被戍边哨所的无线电取代现在，无线故障指示器也构筑智能电网中的新烽火台。 图 1 群山大河间的电塔 我国郊区及农村地区幅员辽阔且聚落零散，中心城市对其电力覆盖的输送线长同时环境恶劣，人工检修危险度大、效率低、成本高，根据国家电网的规划在过去三年(2017-2015年)投入了1200亿人民币用于电网改造，主要针D、E类用户(郊区及农村)，其中200亿投入于配电自动化改造，而在未来三年，这个趋势还在延续及深化。 图 2 用于架空电缆上的故障指示器 所以，实时监控大区域电网运行状况，精确获悉故障节点及故障类型，形成闭环自动化修复指示系统，对于智能电网的智能化程度有直接影响，其间蕴含着巨大的市场。 电网故障指示系统结构 电网故障指示系统有三层，分别是故障采集层、数据传输层、后台监控层，故障采集传感器和显示器两部分组成，传感器负责探测电缆通过的电流，显示器负责对传感器传送来的电流信息进行判断及做出故障指示动作，判断结果通过数据传输层直接传到后台监控层，对故障节点直接派出维修人员抢修。电网故障指示系统框图如图3。 图 3 电网故障指示系统框图 由于工作环境恶劣，故障指示器需要具备以下3个特性： 1、低功耗长时间在线运行 使用防护镀层和外壳材料，能适应各种环境使用，如浸入水中、高盐雾和极端热冷等条件，并可以长期安装在户外或电缆分支箱内运行，要求设备功耗低; 图 4 架空电缆上的故障指示器 2、远近距离故障指示 可以通过无线传输将故障信息传到网关汇总到后台分配维修人员，同时需具备高亮度LED，晚上查找故障巡线时，可在300m范围内能准确发现故障报警位置。 3、故障指示自动复位 发生故障后，在无电流和电压的情况下，按设定的时间自动复位，并能在下一次送电时自动复归到正常状态，同时将异常信息及复位状态通过无线通讯传至后台。 无线数据传输层方案： 图 5 ZM470SX-L数据传输方案 ZM470SX-L用于电网故障指示系统的优势 1. 低功耗 模块集成了+12dBm的可调功率放大器，并可获得超过-110dBm的接收灵敏度，链路预算能够满足大部分的近距离通信需要，集成业内领先的功耗控制技术，让模块功耗降至最低，极适用于对功耗有较高要求的低功耗应用场合。 2. 工业级品质，抗干扰 工业级品质可应对诸如沿海高盐度、高温湿等各种恶劣环境，确保传输稳定。 3. 发射功率多级可调 模块集成了最大12.5dBm的功率放大器，并提供-8.5~12.5@Step 3dB多个可调的功率等级，可根据故障指示器安放位置偏远程度，自由调整信号的覆盖范围。 同类应用 电网故障指示器除了在架空电缆馈线分支处上使用外，也可直接安装在箱式变、各种环网柜、电缆分支箱、变电所进出线上。 Read more.
锐捷网络与智恒科技达成战略合作 携手推进智慧水务LoRa商用建设
齐鲁晚报07月24日讯：7月21日，中国数据通信解决方案领导品牌锐捷网络宣布与智恒科技达成战略合作，双方将基于物联网在智慧城市领域中的应用前景，共同推进LoRa低功耗广域物联网通信技术在智慧水务领域的推广普及。据悉，双方将在2018年底建成20万级智慧水务LoRa物联网商用局，用技术创新促进水务管理变革，加快智慧城市的建设进程。 锐捷网络副总裁刘弘瑜与智恒科技董事长李贵生签署战略合作协议 我国城市化进程的不断加速，让水资源合理利用成为城市发展不可回避的重要问题。而智慧水务的逐步走热，以及互联网+、大数据等技术浪潮的到来，让越来越多的水务企业开始积极推动业务创新的探索实践，运用物联网等技术解决目前行业面临的困惑，寻求更大突破。 以人工抄表为例，对于自来水公司来说，敲门入户方式的 “见表率”不足60%，不仅效率低、成本高，还常常容易引起纠纷。但是，要部署高效集约的“智能抄表”也非易事，预付卡无法远程实时监控、 GPRS需长期向运营商支付费用、GSM网络覆盖不佳、GFSK自建网络通讯距离短且易受干扰等都是十分棘手的问题。 上述这些挑战，正是促成本次双方战略合作的核心因素。凭借专注于数通领域十余年的经验，目前锐捷网络已经在政府、交通、商贸、酒店、住宅、能源等多个领域都开展了物联网的方案研究和试点，并利用物联网、云计算、SDN、移动互联、大数据等新技术为行业用户提供端到端解决方案，助力全行业数字化转型升级。 与此同时，作为行业领先的智慧水务方案提供商，智恒科技一直坚持“智搏进取、持之以恒”的理念创新发展，助力传统水务产业和管理向智慧水务转型升级，是国家住建部《智慧水务信息系统建设与应用指南》和《城镇供水信息系统工程技术标准》等国家标准的主编单位，产品获得近百项国家知识产权、软件著作权及多项发明专利。 针对本次战略合作，智恒科技表示：“在工业4.0的背景下，智慧水务的兴起对供水行业具有积极意义。智恒一直在寻找既能稳定传输抄表数据，又能合理控制成本的通讯方案，以满足广大水司智能远传抄表的核心诉求。由LoRa基站、LoRa通讯模组以及物联网管理平台构成的锐捷LoRa物联网通讯方案，具有通讯稳定性强、覆盖距离远、构建成本低、管理更加直观的特点，在各方面均达到甚至超过了我们期望的效果。智恒与锐捷将抓住这个合作契机，协同推进智慧水务的深化应用，让技术创新和产业创新普惠于民。” 锐捷网络表示：“智恒科技作为我国早期从事管网漏耗监控、智能远程数据采集系统研发制造企业，已成为利用物联网应用推动绿色智慧新城建设的行业表率。锐捷与智恒在用物联网技术创新实现智慧水务应用方面，拥有共同的愿景和信心，双方将会在研发、应用、生产、营销服务、产业联合等方面展开深度合作，为智慧水务建设和扩展打造良好的产业技术基础。” 经过不断的探索与精进，锐捷LoRa物联网通讯方案已经可以在远程抄表、环境数据采集、智慧市政等诸多场景成熟商用，并得到市场和用户的高度认可。此次联手智恒科技实现的智能抄表方案，一台LoRa基站即可无死角覆盖一个21万平方米的小区，即便离基站最远、遮挡最严重的水表，仍能实现抄表数据稳定回传。相比Wi-Fi、GPRS、LTE等其他组网方式，新方案可分别降低50%、30%、80%的整体成本。 除了效率及成本的优势，锐捷网络与智恒科技的合作还将发挥LoRa技术在用水精确计量、智能抄表、供排水管网监测、漏损管理、水务自动化生产和运维等应用领域的技术潜力，并在“水务物联网智能设备云端管控平台”、“智能设备远程操作控制”、“智慧城市水务创新应用”等方面进行联合研发，尽快丰富LoRa水务智能管理方案，让“智慧水务”真正走进现实。 Read more.
OT-Morpho加入LoRa联盟
（美国商业资讯） – 数位安全和身份识别技术领域的全球领导者OT-Morpho宣布，该公司已加入LoRa联盟（LoRa Alliance），成为其正式应用会员。OT-Morpho提供的解决方案旨在加强以洛拉为基础之低功耗广域网路（LPWAN）的安全验证。 OT-Morpho副总裁兼Morpho电信总经理Yves Portalier表示：“成为LoRa会员可与我们的全球物联网（IoT）业务策略相辅相成。物联网使得互联物件能够快速增加，包括智慧家居，医疗保健和工业应用。物联网装置制造商，平台和云端服务提供者可轻松导入我们的解决方案，并因此扩大其安全的物联网生态系统」。 OT-Morpho提供的一系列解决方案用于确保以劳拉为基础的物联网网路连结安全，包括安全的元件和服务，并根据客户产品的需求以及用例敏感性程度，为其提供适当的安全等级。 LoRa联盟是开放的非营利协会，由业界领袖发起，旨在促进在全球部署的低功耗广域网路（LPWAN）标准化，进而催生物联网，机器对机器（M2M），智慧城市和工业应用会员分享知识和经验，合力推动LORA协议（LoRaWAN）在全球获得成功，并利用单一开放的全球标准以确保营运商之间的相互操作性。 OT-Morpho是数位安全和身份识别技术领域的全球领导者，目标是让民众和消费者等能够以互联时代现有的方式进行互动交流，支付，连接，通勤，旅行甚至投票活动。随着我们的实体和数位消费及商业生活方式相互融合，OT-形态正立于此一交叉点以充分利用最佳的安全和身份识别技术，并为主要产业的广泛国际客户提供客制化解决方案，其中主要产业包括金融服务，电信，身份识别，安全和物联网（IOT）。 OT-Morpho是欧贝特科技（Oberthur Technologies，OT）与赛峰身份与安全公司（Morpho）于2017年5月31日合并而成，收入近30亿欧元，并拥有超过1.4万名员工。公司名称暂定为 “OT-形态”，将于今年9月份公布新名称。 查询详情，请造访：www.morpho.com以及www.oberthur.com Read more.
重庆市携手SKT以IoT技术打造智慧城市
重庆市拟定透过ICT技术建构智慧城市的中长期发展计画。法新社 南韩SK电信凭着物联网（IoT）LoRa技术，进军大陆远距瓦斯检测市场.SKT日前为与重庆市经济和信息化委员会，重庆燃气，中国移动等签订事业合作备忘录（MOU）。重庆燃气为重庆市瓦斯业龙头，约对450户家庭供应瓦斯，重庆都市瓦斯市占率达70％。 重庆市拟定透视ICT技术建构智慧城市的中长期发展计画，加强与腾讯，Hikvision等合作，而本次的事业合作，因采用了LoRa联网技术，可望使计画提前实现。 完成计画的事业效益性验证后，SKT与中国移动在重庆市开始建设LoRa网路，在2019年前将以重庆燃气客户为对象，普及智慧瓦斯表。智慧瓦斯表可利用电脑或智慧型手机远距确认瓦斯使用量，并管理瓦斯是否有外泄等相关安全。 除瓦斯远距检测事业外，SKT未来也将以架构好的物联网为基础，确保大数据并进行分析，朝着提供针对大陆客制化的物联网服务等拓展事业版图。 SKT与Ecolant等南韩创投企业合作，在重庆市SK海力士（SK Hynix）园区正门路边设置可感应行人动作的智慧路灯，展开重庆市最初的物联网示范服务。该示范服务将能使物联网服务效果广传，除瓦斯远距检测外，在能源节约等多个领域也可望引进物联网服务。 SKT物联网事业部长官车仁赫（音译）表示，在大陆市场继瓦斯远距检测，智慧路灯事业后，将再提供老人及儿童位置确认，汽车位置追踪等多元物联网服务，以透过物联网收集的大数据为基础，制造创造获利的事业典范。 Read more.
LoRa智慧水务解决方案
导读： 本方案采用了LoRaWAN网络的标准架构，并将传统的水表终端改造成了LoRa水表终端，网络服务器部分还针对抄水表的数据业务特点进行了相应地优化。 抄水表的方案有很多种技术可以实现，目前主要有有线抄表和无线抄表两大类别。在各种抄表技术中，无线抄表技术是比较容易被接受的，因为不需要现场布线，安装方便维护更新简单。但一些无线技术也存在着一些应用上的问题，如FSK距离短、穿透力差、无线信号不稳定，GPRS又太耗电。LoRa技术的出现为抄表应用解决了传输距离、网络信号和耗电等问题。本文推荐一个基于LoRaWAN的智慧水务解决方案。 下图是基于LoRaWAN网络架构的水表系统框图： 本方案采用了LoRaWAN网络的标准架构，并将传统的水表终端改造成了LoRa水表终端，网络服务器部分还针对抄水表的数据业务特点进行了相应地优化。 LoRa智慧水务解决方案架构 下图是本方案的架构示意图： 终端层 – 方案提供了具有LoRa功能的PCBA，并且对目前的水气表PCBA的刷胶工艺进行了改进，采用防水盒式设计，方便后期的维护和软件更新。LoRa天线针对水表的安装环境进行了设计和优化，收发性能良好。 网络层 – 采用了基于LoRaWAN的协议标准，并针对水表数据业务进行了优化处理。低功耗广域（LPWA）技术为大规模数据采集系统的应用提供了很好的技术支撑。针对LoRa网络信号的盲区，还设计了一款低成本的LoRa中继设备，解决了LoRa网络覆盖的问题。目前，从试点的效果来看比较理想。 云平台 – 智能硬件云平台提供集群部署、协议和服务管理等。LoRaWAN的网络服务器（NS）可以私有云部署，也可以公有云部署，更方便项目灵活地部署。 应用层 – 智能水务应用平台负责运维管理、数据可视化等 LoRa 水表产品 下图是水表和模块实物图片： 为解决后期的MCU固件升级更新问题，本方案还设计了一款专用工具和软件，可通过近距离无线升级方式（OTA），无需拆卸表壳，节省了维护成本，提高了效率。 主要功能介绍： 最低-147dBm的高链路灵敏度 最大20公里的空空通信距离 1.5~2.5公里的城市密集区域通信距离 最大20层的跨楼层通信能力 最低5uA的超低功耗设计，确保产品6~10年的有效使用周期 高精度脉冲数目计数误差：±1个/年 低延迟远程唤醒功能 智能OTA升级功能 先进的防偷盗水功能，远程自动报警 支持外部磁信号强制触发唤醒功能 无缝对接水表设备云及自来水厂管理平台，保证数据安全性 LoRa 模组 LoRa模组的主芯片采用了Semtech公司的SX1278和ST公司的超低功耗MCU STM32051C8。模组频率采用了中国适用频段470-510MHz，支持LoRaWAN标准协议。 主要功能介绍： 内置STM32L051C8处理器 支持LoRaWAN? 1.0协议栈 支持LoRaWAN? Class A、Class C 使用TCXO 最大链路预算可达168dB 127dB的RSSI动态范围 9.9mA低接收电流，200nA待机电流 支持AES128/SM4等多种安全加密 支持FSK、GFSK、LoRa?等调制方式 自动射频信号检测,CAD模式和超高速AFC 多种加密技术（AES128/SM4）保证了网络和数据的安全。 LoRa 网关 LoRa网关符合LoRaWAN协议规范，支持多信道并发，POE供电，带有GPS功能，回程采用3G/4G/WiFi等多种链路。LoRa网关经过抗干扰优化设计，可满足各种不同的环境应用。 主要功能介绍： […] Read more.
NB-IoT开启规模商用黄金时代
无论是对国内运营商，还是对国外运营商而言，2017年都称得上是移动物联网规模商用的元年。正在举行的“2017世界移动大会.上海”（MWCS）成了移动物联网“秀肌肉”的舞台，尤其是NB-IoT（窄带物联网），从芯片模组、平台支撑、应用场景等各层面，在这次通信业盛会上得到了展示，显现出产业链的强大实力。 在国内，工信部发布重磅文件要求加快推进NB-IoT发展步伐，到2020年实现NB-IoT网络在全国范围的普遍覆盖。放眼国际，预计在2017年将有20多个国家和地区商用超过30多个NB-IoT网络，覆盖全球50%的人口。 排除了纷纷扰扰，NB-IoT正在开启规模商用的黄金时代，技术和标准不再是问题的关键，接下来产业链要考虑的是如何进一步创造价值、分享价值。 低速率物联网市场是片大蓝海 如果按照速率、时延等纬度来划分，物联网应用场景基本上可以划分为这样几类：第一类讲究的是高速率、低时延，主要应用于车联网、视频监控等领域；第二类是对速率和时延较有要求，主要用于智慧家庭、POS机等领域；最后一类则是强调低速率、低功耗、低成本和广覆盖。每一大类应用场景，都由不同的物联网技术连接，比如2G、3G、4G、卫星、LoRa、SigFox、eMTC、NB-IoT。 在物联网的三大类场景中，最后一类场景，也就是低速率、低功耗、低成本和广覆盖场景的市场规模最为庞大。在GSMA全球移动物联网峰会上，上海联通总经理沈洪波表示，联通预计低速率领域市场规模将达30亿个连接点，而在高速率物联网领域，连接点数量只在2亿个，中间层次的连接规模将在10亿个左右。 人与人之间的连接数量有限，而且人口红利逐渐消退，对于运营商来说，必须要找到新的拓展空间，这就是物联网市场。尤其是市场规模庞大的低功耗广覆盖物联网领域，是运营商不容错过的，这不仅是蓝海市场，更确切说是“深蓝”市场。所以，几年前运营商就将目光聚焦在低功耗广覆盖物联网领域，LPWA（Low Power Wide Area ）技术应运而生，满足了运营商开拓低速率低成本广覆盖物联网领域的市场需求。 当时在市场上，基于非授权频谱的LPWA技术成为主角，主要就是LoRa和SigFox。 LoRa和SigFox技术都是在非授权频谱，也就是在公共频谱上开展连接，所谓公共频谱，就是说这段频谱大家都能使用，就像是公共跑道，不像运营商的2G、3G、4G网络是在授权频谱上开展连接的，有自己的“专属跑道”。 2013年左右，LoRa就开始在一些国家得到规模部署，之后LoRa联盟也发起成立，产业链力量得到增强，包括一些国际知名运营商和相关企业都加入其中。另一种非授权频谱技术SigFox商用时间落后于LoRa，在国际范围也得到一定范围的部署。当时，国际上不少运营商都选择了LoRa，比如法国Orange、韩国SK电讯等。 授权频谱技术后来居上 对于为什么一些运营商会采用LoRa或SigFox，GSMA物联网项目执行总监Shane Rooney博士直接给出了自己的答案：因为运营商当时没有其他选择。“当时市面上基于授权频谱的LPWA技术不成熟，但LoRa可以规模商用，运营商的客户有低功耗广覆盖连接这方面的需求，所以运营商就采用了这种技术。”Shane Rooney博士在接受《IT时报》记者专访时表示。 到了2016年中期，LoRa或SigFox的对手出现了，而且对手十分强大，这就是NB-IoT和eMTC，这两项技术均采用全球统一的3GPP标准来扩展物联网。“这是很多企业在一起制定的统一行业标准，它是开放的，而且是向5G演进的，每年标准都会不断地提高。”Shane Rooney博士说道。在他看来，使用基于授权频谱的NB-IoT和eMTC会让客户能够更加安心，“如果客户问5年后或者10年后，这个技术还在吗，我们可以非常有信心地告诉他，没有问题。”而且，客户即使更换服务提供商，也不影响使用NB-IoT或eMTC服务。 从目前的态势来看，之前选择部署LoRa或SigFox的运营商现在有了新动向，比如法国Orange刚刚宣布要采用eMTC技术。在Shane Rooney博士看来，当初采用非授权频谱技术的运营商将会慢慢转向授权频谱技术，“在一到两年内，基于授权频谱的LPWA技术将会成为市场领先者。” 那么，LoRa和SigFox是否都会消失呢？Shane Rooney博士给出的答案是：有去有留，“从未来发展趋势来看，有的技术和公司会离开，有的技术会留下来，处于夹缝市场，尤其是关注成本的一些市场。”但是谁会留下来？谁会离开呢？Shane Rooney博士并未明确说，不过他称：“从技术上说，LoRa的技术更强大一些。”这似乎意有所指。 去年SK电讯在韩国部署了全国性的LoRa网络，在这其中，Contela是最重要的合作伙伴，提供了大部分的LoRa网关和LoRa网络服务器。在这次MWCS展会上，出现了这家韩国通信设备商的身影，展示了室内型和室外型LoRa网关。Contela公司海外事业部副部长杨恒对《IT时报》记者表示，之所以前来参加MWCS，是因为中国市场空间巨大，即使是运营商在大规模部署NB-IoT，但是在企业专网市场LoRa仍有机会拓展，“我们目前正和一些大型企业在商谈。” NB-IoT、eMTC不是单选题 其实相比和LoRa、SigFox之间的关系，NB-IoT和eMTC这对兄弟之间的关系目前更受业界关注。 需要说明的是，NB-IoT和eMTC各有优劣势。NB-IoT的速率更低、成本更低、覆盖范围更广，而且支持的连接数更多，从这些特点来说是低速物联网领域的最佳选择。“从目前AT&T的情况来看，LTE-M模块的成本大概在7.5美元左右。NB-IoT的模组成本肯定比这要低，但是低多少很难说清楚，这也和采购规模有关。”Shane Rooney博士说道。不过，eMTC也有自己的优势，支持移动性、语音功能，适用的场景比NB-IoT更丰富，比如说可用于可穿戴设备等。 所以说，NB-IoT和eMTC之间有竞争，更有差异互补。正因为此，NB-IoT和eMTC对于运营商来说不是单选题，两者可以同时拥有。 中国电信是NB-IoT的坚定推动者，不过这家运营商也在拥抱eMTC。中国电信相关人士表示，在全国范围部署NB-IoT网络以及800M频段eMTC网络，打造高低频融合、高低速兼顾、全场景适用的精品物联网。对于NB-IoT态度积极的中国联通也没放弃eMTC，在这次MWCS展会现场，中国联通联合爱立信、高通展示了全球首个eMTC物联网VoLTE业务应用案例。一旦火灾等灾害发生，现场人员按下报警装置上的按钮，消防中心立刻接到警报，同时语音功能开启并接通，双方之间可以及时沟通情况。与此同时，地理位置等信息也通过eMTC网络发送出去。这样消防队员可以更加高效地处理火警，最大程度维护人们的生命财产安全。 “NB-IoT和eMTC并不是单一的技术选择，即使是美国运营商，现在也在研究跟进NB-IoT。”Shane Rooney博士表示。而在未来，不排除NB-IoT、eMTC走到一起的可能，据了解3GPP曾有过这方面的讨论。 从芯片层面来看，目前有支持NB-IoT或者eMTC的单模芯片，但是同时支持这两者以及GSM的多模芯片不在少数。而且在基站设备层面，从展会现场设备商展示的结果来看，实现了一套基站可同时支持GSM/NB-IoT/eMTC，从而方便运营商快速部署。 NB-IoT“粉丝”更多 虽然eMTC和NB-IoT对运营商来说不是非此即彼的单选题，不过从目前的情况来看，NB-IoT似乎更受运营商的欢迎。 GSMA物联网项目负责人Graham Trickey介绍，目前美国运营商AT&T、Verizon在推eMTC技术，而中国电信、中国联通在推NB-IoT，德国电信在德国若干城市和荷兰全国范围内推NB-IoT，沃达丰在西班牙与荷兰推NB-IoT。 华为Marketing与解决方案部IOT解决方案总裁蒋旺成在GSMA全球移动物联网峰会上表示，2017年将有20多个国家和地区会商用30多个NB-IoT网络，覆盖全球50%的人口。而从这些国家的名单来看，欧洲国家对NB-IoT兴趣相当浓厚，包括比利时、荷兰、英国、德国、意大利、西班牙、挪威等都将在今年进行部署。 而且，NB-IoT走出了前段时间的舆论风波，从技术层面来说，NB-IoT的规模部署和商用不存在绊脚石。 之前，有媒体报道称不同厂商之间的NB-IoT设备不兼容。如果真是这样，那么NB-IoT的商用进程无疑会受到极大阻碍。而在这次MWCS展会上，设备商和运营商人士都站出来辟谣，称并不存在不兼容的情况。 沃达丰研发及科技战略部负责人Luke Ibbetson表示：“NB-IoT是很重要，也是非常正确的技术，沃达丰现在有5500万个连接设备。”针对设备兼容问题，沃达丰方面称并不存在，经过全面网络测试，华为、爱立信、诺基亚这些供应商所提供的设备兼容性完全没有问题。 蒋旺成也表示：“互联互通是非常重要的，不同厂家芯片和基站的互通、基站和核心网的互通。现在全球多家运营商测试验证，互联互通没有任何问题。” 中国进入NB-IoT商用阶段 经过了技术之争、舆论风波，对于NB-IoT来说，现在最重要的是通过实际应用创造价值，让整个产业更加健康发展。 之前，运营商、设备商在国内一些地方进行了NB-IoT试商用，目前来看取得不错效果。 2017年5月17日，中国电信全面建成商用新一代物联网（NB-IoT）网络，这也是全球首个覆盖最广的物联网（NB-IoT）网络。“20db增益、10年电池使用寿命、50K连接数每小区以及5美元的模组成本”的优势让MWCS上中国电信的物联网展台被围得水泄不通。 为什么大家更看好中国电信的NB-IoT？中国电信的产品经理告诉《IT时报》记者，物联网产业发展催生的LPWA技术，现有技术方案难以满足其业务需求。“中国电信NB-IoT采用的是独立部署方式载波配置位置879.5—879.7MHz,空闲频谱较为充裕。按照未来的发展规划，很可能预留295KHz作为与CDMA的邻频保护带，NB-IoT部署在800M尾端空间的850K频谱中，不会影响后续的L800部署。” 800M频段的优势让中国电信在物联网的发展上先行一步，也更有底气，行业人士也一直对中国电信发展物联网持乐观态度。去年12月，上海电信在嘉定、杨浦、松江3个试点区域进行规模外场试验，今年3月完成网络侧测试及功能验证，5月10日，上海电信首个NB-IoT自动环境监测及井盖监测应用正式在世博智慧园区落地。在GSMA创新城市展区，中国电信展示了NB-IoT的空气监测和窨井盖监测，数公里之外的世博园区的空气质量和窨井盖状况，展馆内的人们一目了然。就拿窨井盖来说，一旦倾斜度超过了一定值，系统就会报警，提醒市政人员尽快处理。 中国联通也在加速NB-IoT布局，通过物联网寻求发展，以推动未来收入增长，弥补移动流量收入增长放缓的趋势。中国联通总裁陆益民在MWCS大会演讲时指出，物联网是万物互联的基石，其中三大要素：连接、平台、数据，营运商要构建强大的连接网络，要利用好现有的网络资源，打造好开放平台，做好完善大数据的运营。 在中国联通展台，物联网分别通过消费物联网、工业物联网、NB-IoT网络、全球化物联网、下一代连接管理五个板块展出。其中沃·根云工业物联网平台可以基于物联设备的大数据分析为机器画像，并希望通过一站式物联接入核心产品让设备物联入网上云不再是难事。中国联通的展台讲解员告诉《IT时报》记者，中国联通正通过IMSI切换的方式，在部分地区提供本地资费，从而帮助企业客户减少业务成本。 基于5G方面的优势，中国移动正积极构建面向5G的蜂窝物联网新型云管端生态系统。今年，中国移动会陆续在杭州、上海、广州、福州四个城市开展NB-IoT及eMTC的规模试验，之后在重点城市开展商用，预计到2018年实现全网规模商用。在中国移动展台，蜂窝物联网智慧工业目前还仅能通过传感器完成简单的动作，比如更新实时连接数。 智能应用正在慢慢成熟 […] Read more.
低功耗物联网在智慧建筑和智能工业中的应用实践与展望
导读： 无疑，城市的智慧化需要借助各种物联网技术来协助数据传输，而LPWAN的出现有机会实现真正的智慧城市应用。 现如今我们所谈论的智慧城市内涵相较于早期信息城市、数字城及无所不在城市的概念早已大不相同。伴随着经济与科技的发展与变革，今日的智慧城市强调的是广泛使用信息与通讯技术，感知各种人、事和物的数据，并利用无缝的网络传输至云端进行数据分析等，以达到城市持续发展、改善民生等目的。 无疑，城市的智慧化需要借助各种物联网技术来协助数据传输，而LPWAN的出现有机会实现真正的智慧城市应用。 此前，GSMA对于LPWAN的应用分成了包括公共事业、工业应用、后勤保障、智慧建筑、消费与医疗、环境监控及城市设施在内的7个与智慧城市相关的应用大类。在这7个应用大类中，我们最熟悉、最常谈的莫过于公共事业、环境监控及城市设施等。但是，事实上在智慧建筑和智能工业中也不乏相关的应用实践： 世界移动通信大会期间，爱立信携手中国移动等联合展示了基于工业4.0蜂窝物联网的互联工厂演示。该工厂目前正在实施多个低功耗广域网的用例试验，例如生产线监控、仓库监控、包装和材料追踪等。此外，爱立信还推出了螺丝刀，这是一款配备了运动传感器与NB-IoT模块的互联高精度螺丝刀，其能够自动检测工具的使用情况，通过大数据分析保障安全生产。 中国联通与合作伙伴携手打造了一款基于NB-IoT技术的智能烟感报警器产品，这是一款非常适合在小场所、老旧市场、民宅、学校宿舍、古建筑等场所使用的智能火灾报警产品。该产品计划在静安区西王小区率先部署。据介绍，一旦发生火灾，报警系统会通过TTS自动语音立即通知业主、物业和消防安全员，确保及时疏散，减少人员伤亡。 中国移动联合中电海康去年率先在杭州开展了电梯卫士试点项目，该项目第一阶段的部署是基于TDD现网直接部署，当前使用CAT1模组，无需对网络做任何改造升级即可快速部署。而在几年eMTC芯片即CAT-M1商用芯片推出后，电梯卫士便可直接基于CAT-M1进行部署。 重庆移动联合中移物联网等合作伙伴利用已开通的NB-IoT基站，完成了中国移动首个基于NB-IoT物联网的智能火灾报警系统应用演示。据悉，智能火灾报警系统是在传统的独立式光电烟雾报警器基础上增加NB通信模块，形成一套基于低功耗物联网技术的智能火灾报警系统。…… 低功耗物联网技术在智能工业及智慧建筑中早已暗流涌动，而这仅仅只是列举了众多应用中寥寥几个，可以预见，在这两个领域里面，还有无限多的应用场景亟待我们去发现、去挖掘。 Read more.
基于LoRaWAN的远程抄表系统
作者：金卡高科技股份有限公司 张恩满 赵春焕 钟晨 丁渊明 聂西利 摘要：随着无线通讯技术的不断发展，智能燃气抄表也有了更多的选择。首先分析了LoRa技术的特点及LoRaWAN协议的网络架构，并与其他无线通讯技术进行对比，最后以LoRaWAN燃气表为例分析了LoRaWAN协议在智能燃气抄表领域的可应用性。 关键词：LoRa技术 ；LoRaWAN燃气表；远程抄表系统 1、LoRa技术 LoRa 是由Semtech公司开发的一种基于1GHz以下的新型超长距低功耗数据传输技术。它使用线性调频扩频调制技术，即保持了像FSK（频移键控）调制相同的低功耗特性，又明显地增加了通信距离，同时提高了网络效率并消除了干扰，即不同扩频序列的终端即使使用相同的频率同时发送也不会相互干扰[1][2]，因此在此基础上研发的集中器/网关（Concentrator/Gateway）能够并行接收并处理多个节点的数据，大大扩展了系统容量。 随着LoRa的引入，嵌入式无线通信领域的局面发生了彻底的改变。这一技术改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式，提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量、低成本的通讯系统[1]。 LoRa主要在全球免费频段运行（即非授权频段），包括433、868、915 MHz等。LoRa网络主要由终端（内置LoRa模块）、网关（或称基站）、服务器和云四部分组成，应用数据可双向传输。LoRa的优势主要体现在以下几个方面：1）高接收灵敏度，功耗低，接收灵敏度达-148dbm，接收电流仅10mA，睡眠电流200nA。2）系统容量大，每个网关每天可以处理500万次各节点之间的通信（假设每次发送10Bytes，网络占用率10%）。如果把网关安装在现有移动通信基站的位置，发射功率20dBm（100mW），那么在建筑密集的城市环境可以覆盖2公里左右，而在密度较低的郊区，覆盖范围可达10公里。3）基于终端和集中器/网关的系统可以支持测距和定位，对距离的测量是基于信号在空中的传输时间，而定位则基于多点（网关）对一点（节点）发出的信号在空中传输时间差的测量[3]。其定位精度可达5m（假设10km的范围）。4)支持自组网，可以实现节点与集中器直接组网连接，构成星型网络。 2、LoRaWAN标准 LoRa技术在物理层上实现了长距离点对点通信，如果没有协议栈的管理设计，LoRa的使用只能限于简单的数据收发，无法组成高效复杂的通讯网络。2015年LoRa联盟发布LoRaWAN技术规范，成为LPWAN（低功耗长距离广域网）的重要技术标准之一[4]。LoRaWAN定义了网络的通讯协议和系统架构，而LoRa物理层能够使长距离通讯链路成为可能。完全符合LoRaWAN标准的通讯网关可以接入5到10公里内上万个无线节点，其效率远远高于传统的点对点轮询通讯模式，也能大幅度降低节点通讯功耗[5]。LoRaWAN自下而上设计，为电池寿命、容量、距离和成本而优化了LPWAN（低功耗广域网）。对于不同地区LoRaWAN给出了一个规范概要，以及在LPWAN空间竞争的不同技术的高级比较[6]。 图1 LoRaWAN系统架构 图2 LoRaWAN网络架构 1）网络架构 LoRaWAN采用星型网络架构，在网络中，节点与专用网关不相关联。相反，一个节点传输的数据通常是由多个网关收到[7]。每个网关将从终端节点所接收到的数据包通过一些回程（蜂窝、以太网等）转发到基于云计算的网络服务器。智能化和复杂性放到了服务器上，服务器管理网络和过滤冗余的接收到的数据，执行安全检查，通过最优的网关进行调度确认，并执行自适应数据速率等。 2）网络容量 LoRa基于扩频调制，使用不同扩频因子时，信号实际上是彼此正交。当扩频因子发生变化，有效的数据速率也会发生变化。网关利用了这个特性，能够在同一时间相同信道上接受多个不同的数据速率。为使自适应的数据速率工作，对称的上行链路和下行链路要求有足够的下行链路容量。这些特点使得LoRaWAN有非常高的容量，网络更具有可扩展性。用最少量的基础设施可以部署网络，当需要容量时，可以添加更多网关，变换数据速率，减少串音次数，可扩展6～8倍网络容量。 LoRaWAN协议在2016年更新到了1.02版本，对于中国地区，LoRaWAN划分的通讯频段为470-510MHz，并将该频段划分为上行频段和下行频段两部分，上行频段共96个，带宽为125KHz，以200KHz的间隔从470.3MHz线性递增至489.33MHz，下行频段以相同方式划分，范围是500.3MHz-509.7MHz。同时，采用收发异频模式，下行信道的计算方法为上行信道号对48取模，所得值即为下行信道号[8]。 3、基于LoRaWAN的燃气抄表应用 近年来，随着城市化的快速发展，燃气表产销规模快速增长，如何对庞大且分散的燃气表进行及时、准确、有效的抄收成为燃气公司迫切需要解决的问题。传统的人工抄表需要挨家挨户地抄读燃气表，燃气表抄收人员将数据录入系统后才能生成账单。人工抄表的弊端越来越突出，主要表现在：抄表效率非常低，劳动强度非常大；错抄、估抄的情况严重，容易引起不必要的纠纷。人工抄表已经不能适应社会的发展，智能抄表成为未来的趋势。 目前燃气公司对燃气表的通讯要求主要包括以下几点：日累积气量、事件上报、表具当前状态、月累积气量等，大部分数据较短，在几十字节以内，少部分指令，如读取月累积气量数据包长度达到一百五十字节左右。燃气公司对于用户所用气量数据实时性要求不高，每天上传3次完全可以满足结算需求，但对于燃气表低功耗的要求则比较严苛，对于锂电池供电的燃气表，要求电池寿命达十年，对于碱性电池供电的燃气表则要求四节碱性电池可以使用一年。结合现代楼体建筑向高层发展的趋势，一个中等小区大约有一到两千户，对智能抄表的灵活性、自由性提出了要求。 LoRaWAN协议在LoRa技术功耗低、通讯距离远的优势基础上，规范了以LoRa做为长距离通信链路的物理层时网络的结构，适用于燃气抄表数据量少、通信距离远、对实时性要求不高的应用特点，同时满足了低功耗的要求，兼顾组网灵活简单、网络扩展方便、易于管理等特点。LoRaWAN协议采用星型组网，针对不同的扩频因子，数据包负载长度从51到223不等，且集中器作为透明传输使用，方便后期网络扩张。同时，LoRaWAN支持多信道通信、信道修改等，对于开放频段的无线设备，保障了长期通讯的稳定性，降低其他无线设备对终端的干扰。近年来燃气抄表领域对于LoRa技术的应用多是采用自主研发的通讯协议，采用被动唤醒、固定SF和发射功率等设计，通用性、抗干扰性差。被动唤醒的抄表方式要与手持机配合使用，终端为了支持这种抄表方式要频繁唤醒检测是否有手持设备，因此终端大部分唤醒是无用的，这部分功耗相当于被浪费，因此技术与协议的有效结合是解决智能燃气抄表的最好方案。 4.基于LoRaWAN协议的燃气表远程抄表试验研究 本文针对本公司独立研发的LoRaWAN无线智能远传燃气表（简称LoRaWAN燃气表）进行了通讯性能测试。该燃气表通信信道带宽设为125kHz，支持8个信道，采用Class A模式。为了在通信距离与终端功耗之间取得动态的平衡，该燃气表扩频因子及发射功率可调，针对不同的通讯条件自动调整，从而在保证抄表率的前提下降低终端功耗。 为实现多LoRaWAN燃气表组网通讯，同时测试了本公司针对LoRaWAN燃气表研发的一体化的集中器与网络服务器（Network Server，简称NS）。集中器支持同时接收8个信道的数据，单个集中器可满足最少2000台终端设备的通讯需求，终端上行数据通过4G模块发送到NS。NS负责数据处理，在接收到集中器的上行数据后，经过鉴权等校验，合法数据解密后解析，其中应用数据输出到应用服务器，MAC命令生成回应。 LoRaWAN燃气表作为通讯终端采用随机信道选择方式进行干扰规避。每次终端在进行上行数据发送或者数据重发时，都会在8个信道中随机选择一个信道进行接入。为了保障通讯安全，通讯采用动态密钥，由终端和NS各提供一个随机数，共同生成密钥，保障密钥的安全性，同时加入自动离网机制，在通讯达到一段时间后，自动离线，重新入网并生成密钥。 为了最大限度地节约终端功耗，在终端入网后，NS主动向终端发送链路自适应命令，将终端的射频参数调整到最合适的状态，其调整依据如图3所示，集中器上传终端当前通讯使用的射频参数及数据信噪比（SNR），网络服务器根据SNR计算终端当前链路质量下最合适的射频参数，若与终端当前使用的射频参数不同，则下发链路自适应命令，调整终端射频参数，若相同则不下发该命令[9]。 图3 扩频因子与信噪比对照 通过拉距测试、实地抄表测试及长期抄表测试来验证LoRaWAN燃气表及其组网设备的数据抄收能力，具体实验条件 1）拉距测试 拉距测试条件如图4所示，集中器放置在图4起点位置，集中器摆放如图5所示，两地直线距离为4.4公里，该区域多为厂房等低层建筑分布，相比城市建筑较为稀疏。 图4 拉距测试距离示意图 图5 集中器摆放位置 在4.4公里处，使用4台样表进行抄表实验，手动触发样表发送ConfirmedData，能够接收到网络服务器下行的ACK数据，每个样表发送8次数据，通讯成功率为100%。 2）实地抄表测试 为了验证LoRaWAN燃气表在城市住宅区的通讯性能，在杭州市江干区和达城小区内进行实地抄表实验，该小区楼宇地上33层，地下两层，实验涵盖6幢楼体，实验时由测试人员手动触发样表发送ConfirmedData，能够接收到网络服务器下行的ACK数据即为通讯成功，实验条件如下：表具放置点：如图6所示，在号楼的1层和33层最隐秘的位置，●所示位置，以及所有楼栋的地下1层和地下2层；集中器安装位置：如图6所示：A（3号楼的7层），B（6号楼的天台）；数据库位置：公司服务器；抄表率计算方法：抄表率=抄到数据的表的数量÷表具总数。测试抄表情况如下：不管集中器在A或B位置，楼层中的表具抄表率达100%；在A位置时，所有楼栋的地下1层和2层都能抄到，抄表率依旧为100%，在B位置时，3号和4号楼的地下1层、地下2层都能抄到，其余楼栋地下抄不到。 图6 设备摆放示意图 图7 集中器位置 3）长期抄表测试 为了检验LoRaWAN燃气表长期抄表情况，在本公司内部进行了长期抄表测试，实验样品数为500个样表，集中器放置在公司楼顶，如图7所示，楼高为四层，表具放置在公司员工宿舍洗手池下，模拟实际安装使用情况，如图8所示，位置为1～4楼。 […] Read more.