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[轉]NB-IOT物聯網平臺是如何工作的

申明:以下文章為轉載,轉載是因為他寫的比我寫的好

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摘要: 近期NB-IOT成為業界火熱的話題,物聯網無比渴望著一個強有力的蜂窩物聯網基礎網路,而 NB-IoT無疑是這個基礎網路最佳的選擇。工信部發文要求加快NB-IoT在國內落地,到今年年底建成基站規模40萬個,到2020年建成基站規模150萬個。

NB-IoT作為一種廣域網連線技術,能把終端直接接入已廣泛覆蓋的蜂窩網路中,且支援良好的移動性,可滿足遠端抄表、移動裝置追蹤、智慧農業、智慧停車等行業應用。到底什麼NB-IOT基站,網路如何組成,資料如何傳輸呢?

NB-IOT網路包括NB-IOT終端,NB-IOT基站,NB-IOT分組核心網,IOT連線管理平臺,和行業應用伺服器。需要升級現網基站支援NB-IOT業務,部署NB-IOT業務專用的EPC(CloudEdge),需要新部署IOT連線管理平臺。IOT連線管理平臺的功能:提供對各種感測器、SIM卡的資料採集、管理功能,同時可以把資料開放給第三方應用系統,讓各種應用能快速構建自己的物聯網業務。

NB-IOT基站是行動通訊中組成蜂窩小區的基本單元,主要完成行動通訊網和UE之間的通訊和管理功能。即通過運營商網路連線的NB-IOT 使用者終端裝置必須在基站訊號的覆蓋範圍內才能進行通訊。基站不是孤立存在的,屬於網路架構中的一部分,是連線行動通訊網和UE的橋樑。基站一般由機房、訊號處理裝置、室外的射頻模組、收發訊號的天線、GPS、各種傳輸線纜等組成。

NB-IOT基站

  通過COAP協議或者UDP協議來連結的
  COAP協議:MCU(NB裝置)—NB模組(UE)–eNode—核心網—IOT平臺—APP 伺服器—手機終端app
  UDP協議:MCU(NB裝置)—NB模組(UE)–eNode—核心網—UDP 伺服器—手機終端

資料上報

資料上報是物聯網業務中最基礎的一項,這裡先把幾個術語解釋下。
  南向裝置:開發者自行開發的終端硬體裝置(包含多個感測器和MCU)。
  北向應用:開發者自行開發的服務端應用(基於華為OceanConnect物聯網平臺提供的RESTful介面)。
  NB-IoT:這不用解釋了吧,窄帶物聯網,華為等公司主推的物聯網通訊用蜂巢網路。
  NB-IoT晶片/模組:類似於3G/4G通訊模組,將裝置端資料打包傳送到指定平臺的硬體模組。
  SoftRadio:用於模擬NB-IOT模組、基站、核心網的PC端軟體,可用於在缺乏NB模組和NB實網環境時的裝置對接除錯。
  OceanConnect

:物聯網全聯接平臺,南向裝置和北向應用通過該平臺交換資料和信令。
  裝置Profile檔案:描述裝置“是什麼”、“能幹什麼”的json格式檔案,上傳到OceanConnect平臺(上傳時是zip包格式),裝置繫結平臺和提供服務的關鍵配置檔案。
  編解碼外掛:用來對NB裝置上報的資料進行解碼,同時對下發給NB裝置的信令進行編碼的外掛,對接前需上傳到OceanConnect平臺。

終端裝置將需要上報的資料通過NB-IoT網路傳送到華為物聯網平臺,而後北向應用通過RESTful介面獲取這些資料(或平臺主動推送已訂閱的資料)。

資料上報流程

  1,南向裝置採集資料、並將資料按自定義規則進行編碼,例如:將溫溼度實時資料編碼成000102;
  2,裝置通過串列埠,以AT命令的形式,傳送已編碼資料到NB-IoT模組或SoftRadio模擬器。
  3, NB-IoT晶片/模組或SoftRadio模擬器,接收到AT命令後,將payload後,自動封裝為CoAP協議的訊息,併發送給事先配置的物聯網平臺;
  4, 物聯網平臺收到資料後,自動解析CoAP協議包,根據裝置profile檔案,找到匹配的編解碼外掛,對payload進行解析,解析為與裝置profile中描述的service匹配的json資料,並存於平臺之上;
  5, 應用伺服器通過北向資料查詢介面(RESTful)獲取平臺上的資料;同時也可以提前呼叫訂閱介面,對資料變化進行訂閱,則之後所有的資料變化,平臺都會通過POST訊息。

2017年將是中國NB-IoT產業發展非常關鍵的一年,NB-IoT要取得成功,必須有生態系統中各個產業平臺的支援。基於NB-IoT標準優勢和市場應用趨勢,可以看到NB-IoT的商用條件已經成熟,整個產業鏈也將一觸即發,從運營商、裝置商、晶片廠商以及終端廠商都在為商用備戰。

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