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摘要：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(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。
1窄带物联网的发展
从传输距离上可以将物联网划分为两类短距离通信技术，如典型的ZigBee、WiFi、Bluetooth通讯技术等，应用领域如智能家居；低功耗广域网(LowPowerWideAreaNetwork,LPWAN)，应用领域如智能抄表。同时LPWAN技术又可以基于工作频段可将分为两类：（1）非授权频段，典型的技术Lora、SigFox等，这样的技术没有统一标准，用户可以自定义实现；（2）授权频段，即我们所说的3GPP支持的2/3/4G蜂窝通信技术，典型的技术有第二代移动通信系统(GSM)技术、长期演进(LongTermEvolution,LTE)技术和基于蜂窝的窄带物联网（NB-IoT）技术等。
2014年5月，由沃达丰，中国移动，Orange，TelecomItaly，华为，诺基亚等公司支持的SI“CellularSystemSupportforUltraLowComplexityandLowThroughputInternetofThings”在3GPPGERAN工作组立项，LTE-M的名字演变为CellularIoT，简称CIoT。2015年4月，PCG（ProjectCoordinationGroup）会议上做了一件重要的决定：CIoT在GERAN做完SI之后，WI阶段要到RAN立项并完成相关协议。
2016年6月16日，NB-IoTR核心协议在RAN1、RAN2、RAN3、RAN4四个工作组均已冻结。性能规范在3GPPRAN4工作组，计划在9月份结束。性能规范NB-IoT与eMTC同时进行，计划同时完成。
2窄带物联网（NB-IoT）的特点
2.1广覆盖
NB-IoT无线技术提升了功率谱密度，NB-IoT比LTE提升20dB增益，即覆盖能力提升100倍，很好地实现了广域覆盖，即使在地下车库、地下室、地下管道等信号难以到达的地方也能覆盖到。
2.2海量连接
与传统的2G/3G/4G相比，NB-IoT有50~100倍的上行容量提升，200kHz带宽下单基站小区可支持5万用户。因此，与现有无线技术相比，NB-IoT可以提升50~100倍的接入数，同时进行了海量存储和接入控制的优化，适合海量接入的场景。
2.3低功耗
NB-IoT节电技术DRX（DiscontinuousReception）和PSM（PowerSavingMode），通过减少不必要的信令和在PSM状态时不接受寻呼信息来达到省电的目的，可让设备时时在线，保障电池5年以上的使用寿命。这满足了物联网设备低功耗长待机的关键需求，特别是无持续供电或无法更换电池的场景，如野生动物跟踪、恶劣条件下的传感器设备等，这些设备的待机时间通常要求5年以上
2.4低成本
NB-IoT核心网相对传统EPC核心网增加了“小包数据控制面传输优化、节电优化（PSM、eDRX）”，信令流程简化、大幅降低消息交互，实现NB-IoT的低移动性接入。低速率、低复杂度带来的是低成本，NB-IoT芯片可以做得很小。芯片成本往往和芯片尺寸相关，尺寸越小，成本越低，NB-IoT在射频上做了优化，模块的成本随之变低。
2.5高安全性
安全性对于网络使用来说是非常关键的，NB-IoT在4G网络安全性能的基础上，运用双向鉴权技术，更大地保障了用户数据的安全。
3窄带物联网（NB-IoT）的应用示例
3.1智能物流电子锁
智能物流电子锁是为了满足新时代的智能物流管理的要求，融合了智能追踪、行程轨迹记录和云端平台控制。同时有效的提高了物流管理和仓管的安全、效率和服务。本电子锁具有三大功能：GPS定位追踪功能，唤醒运动检测功能，GPRS联网功能。在具体的应用方案中，智能物流锁利用后台权限控制功能，对运输全程进行合理的权限管控。发货前会根据不同人员分配对应的开门权限，例如发货方、运输方、收货方。装货完成后装车员检查完，汇报管理者。管理者通过手机发送指令，关闭智能锁。运输过程中，管理者实时监控厢门状态，发生门锁被暴力破坏或者异常开锁等情况，智能门禁会向平台发出警报信息。到达收货现场后，收货方汇报管理者。管理者通过手机发送指令给解锁。运输全程权限由货物管理方灵活授权，节约了时间，提高了工作效率。
3.2智能停车
智能停车系统包括地磁模块(内置NB-IoT通信模组)、信息诱导提示屏、停车管理员使用的PDA/手机APP、车位收费管理系统等子模块。利用地磁车位检测器对车位占用状态进行采集，停车管理平台根据停车时长和计费规则自动生成计费数据，并推送到收费员的PDA上。系统的设备运行状态、车位占用状态、收费记录明细等信息均上传至停车管理平台，数据实时下发至室外信息诱导屏，告知车主各区域的剩余车位数量，进行区域车位引导。
3.3智能空调应用
基于窄带物联网（NB-IOT）的智能空调，能为用户带来非常舒适的智能家居体验。用户在家休息时，该空调能利用手环等穿戴设备获取用户睡眠状态，并且根据睡眠状态智能调节送风舒适度，形成智能舒适送风效果。同时，还可以和其它智能设备互联，迅速应对室内温度变化。用户不在家时，通过手机发送空调设置命令，如：温湿度设定、开/关机、模式设置等；同时也可通过手机远程查询空调当前运行情况，如：风机风速、温湿度、故障状态等。具体实施时，将网络协议栈安装在空调智能控制器中，从而使该空调获得网络互联功能。利用NB-IoT模组，实现空调接入移动互联网。NB-IoT模组把实时数据传输到中心服务器，服务器对采集的数据进行分析处理汇总。嵌入式控制器具有远程设置、远程监控、用户识别、自动报警等功能模块。
3.4智能照明
NB-IoT智慧照明产品在解决市政道路照明“监控难、管理难”等问题上发挥出的很大作用，提高了工作效率。智慧照明产品内部安装传感器，利用窄带物联网和云平台互联，实现了对单一路灯的开、关控制。当路灯突发故障后，传感器会将收集到的故障信息，利用窄带物联网传输至云平台。在云平台界面上，管理员可以清楚地看到路灯的具体位置、故障原因、解决方案等信息。智慧照明路灯不仅能实现自动报修、远程控制等功能，还可以通过安装在路灯上的摄像头，监控道路上的人流量和车流量，进而根据交通流量自动调节路灯的亮度。此外，智慧照明路灯还可利用供电线路集成环境监测、安防监控、信息发布、城市热点等多种传感设备，打造智慧城市物联网节点。
总结
专为物联网应用设计的NB-IoT技术，可满足在未来生活中智能设备“永在线”和“上电即联网”的基本需求，提供稳定高效的数据传输链接支持，随着时间的推移将会应用到越来越多的物联网设备中。
参考文献
[1]方敏.NB-IoT技术研究和规划思路[J].电信技术.2018
[2]杨文飞.窄带物联网（NB-IoT）的发展与应用[J].电子技术与软件工程.2018