物聯感知方案
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物聯感知方案

應用背景

       物聯網應用隨著通信技術和傳感器技術的發展,日益改善和提高著人們生活的信息化程度,結合移動互聯網的應用爆發,物物通信的物聯網應用概念逐漸成為行業熱點。

       在物聯網應用技術發展過程中,感知層物體感知技術由于具體的應用對不同距離范圍的感知需求,分為近距離、短距離、中短距離、長距離、廣覆蓋等不同區間。發展較為成熟的類似NFC、藍牙、WIFI、RFID、ZIGBEE等技術,滿足了從近距離到中短距離(幾十厘米~50米)的通信要求,蜂窩通信技術滿足了廣覆蓋的要求,但是針對長距離(50米到幾公里)的需求,一直缺失較為合適的技術方案,提供高性能覆蓋、低功耗、低應用成本的專用網解決方案。

       Lora技術隨著芯片的逐漸成熟,主要是其長距離、低功耗的技術特征,成為針對這一需求的主流解決方案,國際Lora聯盟的成立和推廣催化和推動了對此技術的應用。

方案目的

       泰比特研發推出的Lora物聯感知解決方案,以解決行業物聯感知需求為出發點,基于高性能、高穩定性、低功耗、廣覆蓋、低運營成本、專網應用的原則,為行業合作伙伴提供從終端到系統、從硬件到上層應用軟件的全方位解決方案,實行一站式的需求滿足。

泰比特所采用的Smetech芯片核心技術指標,保證了以上方案目的實現的可能性:

       方案基于Semtech的Lora芯片包,整合行業應用中對底層傳感器的狀態量、模擬量等多類別感知需求,以及上層應用對資源配置、網絡管理、性能監控、預警告警、權限管理等平臺應用方面的需求,并具體構建每類應用的大數據模型,實現行業客戶對其物聯網管理的終極應用目的。

系統架構圖

       物聯網的通用分層架構如下:

泰比特研制的方案,在感知層利用Lora終端和傳感器的結合使用,提供信息感知的末端,并實現信息上報,Lora網關實現感知層的信息收集、以及網絡層一定范圍的通信,并可與無線或有線通信網配合,進行信息中繼,在平臺層、應用層實現數據統計、處理、分析、和輸出呈現,完成應用管理的任務。

泰比特基于Lora的感知系統結構如下:

系統在專業應用領域的星型部署拓撲如下:

系統的部署,根據具體行業項目的不同覆蓋要求和網絡規劃,可實現單一星形部署、成網狀全覆蓋部署等方式,然后納入統一的后臺管理系統。

實現的功能

       泰比特Lora解決方案,首先實現對目標物體的ID身份識別,并確保及時性、準確性、百分百全識別的清點識別任務。

其次,物聯網在行業應用中能夠發揮真實價值,核心是需要與特定傳感器結合,傳遞上來目標物的狀態,例如溫濕度、振動、定位、液位、開關量等需求,所以Lora終端集成對應傳感器后,定期上報或及時觸發的狀態反饋成為必需功能。

       第三,解決方案必須能夠實現對Lora部署的網絡管理功能,提供類似于蜂窩系統的電信級管理功能,便于及時進行網絡擴容和調整優化,滿足客戶應用需求變化的及時滿足。

       第四,Lora終端滿足低功耗、長待機要求,由于目標物體的部署數量眾多和工程部署難度,所以Lora終端自身所帶電池電量需充足、低功耗,以實現長周期、甚至幾年的待機時間,并滿足防水、防塵等環境等級要求。

泰比特解決方案,以實現上述這些核心功能需求、及客戶具體行業應用的特定開發需求為系統研究目標。

商業模型

       基于Lora技術的泰比特物聯感知解決方案,由于重要面向長距離的物聯感知目的,所以適用方向應主要包括以下行業方面:

遠距離的物資管理(倉庫管理、場站管理、碼頭管理、后勤物資可視化等);

防災減災管理(水利監控、邊坡滑坡防治、森林防火、地震減災等);

      城市市政管理(路燈智能管理、污水井蓋管理);

      密集群體管理(園區人群管理、鉆井平臺人員管理、礦區管理、動物牧場管理等);

      跟蹤防盜管理(摩電動車防盜、租賃自行車防盜);

      因為以上面向特定應用的行業方向,客戶均是具體的行業客戶,具備單獨建網的獨立性,如果底層感知需求和覆蓋范圍切合Lora技術所滿足的程度,此種情況下的商業模型非常簡單,僅包括需求方的行業客戶、和提供建網和產品支撐的Lora設備廠家,簡單的兩方模型非常利于應用項目的快速建成和使用。

效益分析

       傳統的基于蜂窩通信2G/3G模塊的物聯網應用,由于使用移動運營商網絡資源,雖然無需投入網絡部署建設的CAPEX費用,但是基于SIM卡數據流量的每月套餐OPEX費用的長期累積,成為行業客戶使用其方案的最主要困難。基于Lora技術的專用物聯感知解決方案,以其初期低成本的建網投入、公用頻段的建網可能性、后期運營的無SIM卡費用等特點,提供更具優勢的方案選擇性。

       行業客戶選擇Lora的物聯感知方案,投入產出分析主要需要考慮其管理對象的規模、面積需求,在此基礎上評估建網CAPEX成本,比較其與采用基于運營商蜂窩系統的方案OPEX長期使用累積后總成本之差,即可快速做出投資判斷。

綜合來看,基于Lora的方案,適合需要長期使用、大面積海量目標對象的行業需求。


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