物联网、LPWAN、Lora/LoRaWAN和NB-IOT、广域无线物联网系统，只看这一片就OK了

发布时间:2019/2/26 9:32:33

物联网简介

物联网（Internet ofThings，简称IoT）的概念是在1999年提出的，当初它的定义很简单：把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。
今天，我们Xindoo认为物联网的实质就是用新的传感器技术和通信技术形成人与物、物与物广泛连接的的网络，实现“万物互联”，并在其上产生各类新的应用和服务。
物联网的驱动力包括：互联网/移动互联网、工业4.0、智能化、环保和节能。
物联网被认为是继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮，将对人类社会的发展产生深远的影响。

物联网的组成

物联网主要由感知、传输（网络）和应用三个部分组成，如下图：

注：M2M，即 Machine toMachine（机器到机器），通常包括RFID、Zigbee、Wi-Fi、移动蜂窝网络等连接手段。


物联网应用

物联网可以应用到各行各业，典型应用包括：

物联网市场

多家市场调研机构预测，到2020~2025年，全球联网的 IoT 设备数量将增加到500亿个，有巨大的市场需求。
以智慧城市应用为例，目前我国已经有超过500个城市在进行试点，计划投资规模超过万亿元。

LPWAN

LPWAN (低功耗广域网)是近年国际上出现的一种革命性的物联网接入技术，是专门为物联网的 M2M 通信优化设计的，主要面向电池供电的、低速率、低占空比的、星型网络覆盖的无线传输场景，具有传输距离长、功耗低、带宽窄、运维成本低等特点。
与传统的 Wi-Fi、ZigBee、移动蜂窝网络等技术相比，LPWAN 可以满足大部分典型物联网设备的连接需求，可真正实现大区域物联网低成本全覆盖。
LPWAN 本身是相对于2G/3G/4G/5G等WWAN以及Wi-Fi、Zigbee等WLAN而言的一个相对概念，目前 LPWAN 技术尚未形成统一的标准，Sigfox、LoRaWAN™ 和 NB-IoT 等技术是典型的代表。

LPWAN 和传统无线传输技术的比较如下：

LoRa/LoRaWAN™

2015年3月 LoRa 联盟（LoRa Alliance™）宣布成立，这是一个开放的、非盈利性组织，其目的在于将名为 LoRaWAN™ 的 LPWAN 标准推向全球，实现 LoRaWAN™ 技术的商用。该联盟由 IBM、思科、KPN、Semtech 等公司发起，目前联盟成员数量已超过500家。

LoRaWAN™ （或简称LoRa）采用了 Semtech 专利的 LoRa®  技术，该技术采用了扩频调制技术，既具有和 FSK 相同的低功耗特性，又明显地增加了通信距离，并且具有很强的抗干扰能力，其主要技术特征包括：

● 链路预算157dB（视距>15公里）

● 接收电流16mA，待机电流200nA

● 发射功率20dBm（100mA）

● TDD 工作方式

● 自适应的功率和速率调整

● 支持测距和定位

● 星型组网、支持漫游

● 可面向全球免费频段运行（即非授权频段）

LoRaWAN™ 的网络架构如下：

目前，LoRaWAN™ 是 全球LPWAN 中最活跃的标准之一，已经有数十个 LoRaWAN™ 商用网络/实验网，其中多家运营商已经布设或正在布设全国的 LoRaWAN™ 网络，包括： Proximus （原比利时电信）、法国 Orange 、 KPN （荷兰皇家电信）、SKT（韩国电信）、Softbank（软银）、美国Comcast（全球最大有线电视运营商）等。

NB-IoT

NB-IoT（Narrow Band Internet of Things）是3GPP提出的标准，于2016年6月份冻结，华为、高通和中国移动等是标准的主要推动者。NB-IoT主要面向电信网络运营商，使用授权频段，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，可以较低的部署成本、实现平滑升级。

作为LPWAN的一个重要技术标准，NB-IoT和LoRaWAN™ 类似，同样具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低等特点，其主要的目标是实现：

● 比GSM高20dBm的链路预算

● 终端10年的电池寿命

● 每个小区5万个链接

● 终端芯片1~2美元（大量部署）

NB-IoT系统架构如下：

电信行业憧憬物联网市场已达十年之久，但由于传统2G、3G、4G网络并不满足物联网设备低功耗、低成本的要求，一直以来，大部分物联网设备在联接时主要使用Wi-Fi、蓝牙等免费技术，运营商很难从中获利。近年来，全球多数电信运营商遭遇增长停滞难题，移动用户逐渐饱和，但物联网已经开始兴起，现在看来，基于NB-IoT的物联网应用，是电信行业为数不多值得期待并具有高速增长潜力的业务。

进入2017年以来，NB-IoT在中国发展很快，三大运营商均已大力投入NB-IoT网络的建设，并提供工大量补贴给终端模块和设备厂家，基于NB-IoT的物联网应用具有非常广阔的市场前景；在欧洲，NB-IoT面临成熟度更高的LoRaWAN™ 的竞争，在北美，NB-IoT主要面临eMTC的竞争。

LoRaWAN™ vs. NB-IoT

XDiot™ 广域无线物联网系统

XDiot™ 广域无线物联网系统是新导智能采用领先的 LPWAN 技术开发的无线物联网系统解决方案，支持最新的LoRaWAN™ 和 NB-IoT标准。XDiot™ 系统采用先进的网络架构，具备多种网络设备和应用终端，可以低成本并灵活部署各类新型物联网应用和业务。

XDiot™ 系统包括无线物联网终端、LoRa无线网关、物联网云平台和物联网应用等四个部分，其中：
● 无线物联网终端：支持LoRa 和NB-IoT，是物联网应用的智能传感和传输设备；
● 无线接入网络：LoRa网关主要负责LoRa终端和IoT平台之间的连接，NB-IoT的基站由电信运营商提供；
● 物联网云平台：IoT平台（XDCloud™）负责无线网络及设备管理，并向应用平台提供管理接口和数据服务
● 物联网应用：应用平台（新导云™）为用户提供业务或服务。

系统基本架构如下：

目前 XDiot™ 系统物联网产品主要有：

● 支持LoRa 和NB-IoT的物联网终端，包括地磁停车检测器、无线烟感等
● 支持LoRa的终端传输模块，客户可以快速开发自有的物联网终端或传感器
● 多款支持LoRa 的无线网关
● 可定制的XDCloud™ IoT 平台，以及无线智慧消防、无线智慧停车等多种应用平台