NB-IOT 定位器在移动状态下物联监控思考

0 引子

今天这里主要聊一聊NB-IOT定位器的实现方式和定位器的一些功能,产品来自合作伙伴提供。前面就项目的全额计收还单独了一篇,请见某智慧项目的全额计收分析,这里不再展开。

据我了解,NB技术常用于对移动速度不敏感的定位监控,追求最低成本,如远程抄表,地磁停车、智慧井盖、智慧垃圾桶的远程应用上,对于快速移动的物体想来不是很合适。这些物体有个普遍的特性,就是可以做到一段时间的静止状态,被移动的频率相对较低。而像车辆、哪怕是自行车、电动车、汽车等,移动速率相对较快。所以对数据的传送来看,或许未必能实现最佳。而常常与此一起讨论的eMTC在移动数据通信上,会更胜一筹。相对固定物体或者说移动速率不高的物体监控还是比较匹配的,毕竟运营商网络,相对健全,只要购买了服务,几乎不需要为网络操心,适合大面积组网,而其他的LPWAN如RFID,LoRA,Zigbee等需要对网络组建了解的人才可以比较熟练的操作和运营。

1 问题来源
项目使用的这款NB-IOT定位器,支持联通900mhz和1800mhz,同时支持GPS和北斗定位,依托运营商NB基站和物联网卡,对监控物体(电动车)进行定位监控,实现监控信息传输。这款产品不大,小巧玲珑,除了对轨迹的监控外,可以识别物体的动作,这里是电动自行车的轨迹,还可实现功能告警例如电压、断电、超速、高温等,这些信息最终汇聚到数据管理平台,也同时根据配置传送到移动端APP,让平台和用户及时收到监控信息,起到防盗、保安全的作用,保护财产减少损失,和协助公安机关破案,挽救车主损失。方法论成立,但是仍旧无法避免来自客户的挑战,他们对NB-IOT技术是否能够保证监控信号在移动状态下的稳定和实时传输存疑。而这也引起了我的注意。

2 NB-IOT定位器工作原理
据我在去年一个小测试上来看,定位的数据,很难看到明显的槽点。可以随时在APP上查阅测试车辆的定位信息,轨迹与反馈信息比较一致。定位器的原理是基于NBIOT技术和GPS技术实现,GPS实现位置定位,而NB-IOT模组实现信号传输,二者组合就是将GPS的定位信息通过NB网络传输到运营商的网络上,通过后端软件和平台显示出来。APP端和PC管理端是信息显示两个展示端,根据配置不同,可以实现不同信息显示。总体而言,PC端信息往往会多余APP端,即可开发APP端,未来不排除开发小程序,从主入口进入操作,免去APP下载安装。

系统设置多种模型,如果车身主体触发,则会按照既定规则进行发送提醒,主要是站内发送消息;从后台可以看到WEB端主体功能,同时具备绘制出行热力图功能;定位器采用电瓶直供电方式,插拔式安装,在安装的时候,需要将电池拆开。


对于NB在相对稳定的情况实现物联网联接,但是不是绝对的。摩拜单车听说目前就是采用的NB组网模式,可以实现快速组网。这个定位器的传送机制是搜到卫星信息和NB信号的情况下设置每隔30秒传送一次,如果没有监测卫星,信息会进行存储,到有NB信号的地方再进行信息发送。由于我参与的测试场景基本在室外,所以基本上可以实现对电动车相对连续的监控,轨迹是圆润的。只是这种模式下,NB-IOT的PSM优势估计体现不出来,NB-IOT在问世之初,以号称能够支持电池使用10年,引起过不少争议和讨论。但是这个场景又略有不同,因为传感器的电源供应来自电动车电瓶本身,如果电瓶有电,我的理解就不需要启动PSM模式(power saving mode),但是自身配置的电池确实可以保证在多少小时内确保定位器正常工作。

APP有两个版本,一个是公众用户版,一个是商家版,供安装客户使用,公众用户版可以给个截图,如下。

3 咨询专家

我将这个疑问向朋友咨询,得知他们做过类似测试,正常情况下120km/h,定位器仍可以进行测试,汽车80km/h行驶测试轨迹很清晰,所以并不是之前说的那种不能在移动场景使用;更不是说速率越低越好,反而时速率低于2km/h,1海里/时,如下提示“速度低于2km/小时,我们判断为车辆异常行驶,或者被盗。”因为“GPS芯片有硬触发告警”。他对于这款定位器的NB开机信号传递机制解释如下:

  • 如果开机当前处于GPS无信号(例如地下室),则设备不会定位,设备不发数据,运动中最多30秒传递一次数据。
  • 如果开机GPS搜星良好,那么会实时上报数据。
  • 如果GPS良好,但NB信号不好,设备会缓存所有GPS信息,等到NB信号良好后统一上传。

4 初步结论

  • 面对当前运营商2G普遍退网的情况下,5G未大面积铺开,NB-IOT物联网组网仍旧有相当大的市场空间,随着模组平民化,会进一步推进物联网应用,NB-IOT技术可以实现对移动物体的物联监控;
  • 对于定位GPS和北斗双模成为必选,只支持一种定位技术,在当前形势下,弊端是显而易见的;
  • 但是如果仅仅是用于定位监控,而不是传递大量的视频信息等,在通信模块上用5G来承载,又显得用力过猛。

2020年4月15日
坤德拉


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