Application research of narrow band Internet of things buoy and surface hydrodynamics monitoring

This paper applies the narrow band Internet of things communication technology to develop a wireless network equipment and communication system, which can quickly set up a network with a radius of 100 km on water surface. A disposable micro buoy based on narrow-band Internet of things and Beidou positioning function is also developed and used to collect surface hydrodynamic data online. In addition, a web-based public service platform is designed for the analysis and visualization of the data collected by buoys. Combined with the satellite remote sensing data, the study carries a series of marine experiments and studies such as sediment deposition tracking and garbage floating tracking.

一种基于NB-IoT的智能井盖监测系统设计

针对城市井盖保有量大、安全事故频发、人工巡检困难、管理组织混乱等问题,提出一种基于窄带物联网(NB-IoT)技术的窨井盖自动监测系统。该系统以STM32作为主控模块,包含倾角、水位等传感器,实现对井盖状态以及井内重点数据的采集,配合云端服务器和客户端完成井盖数据远程可视化显示。结果表明,所提系统可以实现故障井盖自动报警、精确定位,降低人工巡检的难度,让城市井盖管理更加智能化,让故障检修更加便捷化,提高城市管理的智能化水平。

面向物联网的NB-IoT信号优化方法研究

随着物联网技术的飞速发展,窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)作为一种低功耗、广覆盖、大连接的无线通信技术,逐渐成为连接物理世界与数字世界的桥梁。然而,在实际应用中,NB-IoT信号面临着诸如信号衰减、干扰、覆盖不均等挑战。这些挑战不仅影响用户体验,还限制了物联网应用的进一步发展。因此,研究面向物联网的NB-IoT信号优化方法具有重要意义。文章深入研究面向物联网的NB-IoT信号优化方法,提出多种有效的优化策略和技术手段。

基于自适应控制算法的NB-IoT网络性能优化研究

随着物联网技术的快速发展,窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)技术因其低功耗、广覆盖、大容量等特性,成为物联网的重要连接方式。针对NB-IoT网络性能优化问题,提出基于自适应控制算法的优化方案,提高其可靠性、容量及能效。通过仿真实验,验证该方案的有效性和性能优势。此外,基于该算法,采用终端感知、网络通信、数据处理以及应用表现4层系统设计架构,设计基于自适应控制算法的NB-IoT物联网系统,满足不断增长的物联网应用需求。

基于NB-IoT的大田农业环境远程监测系统设计

实时全面地监测田间农业环境信息,可以帮助农民及时了解田间作物生长环境和肥力,为农田灌溉、作物生长建模和病虫害预测提供有价值的信息。为了满足农业环境监测的实际要求,根据国家标准和地方标准等规定的环境参数监测指标的要求,开发了基于窄带物联网(NB-IoT)的田间农业多个环境参数实时监测系统。该系统能够实时监测空气温度、相对湿度、CO_(2)浓度、照度、土壤湿度、土壤温度、pH值和电导率(EC)8个关键环境参数;传感器节点被部署到农田现场以实时监测环境数据,并以无线方式通过NB-IoT基站把数据传输到OneNET云平台;种植户可以通过手机或电脑访问云平台,获取田间农业的相关环境数据。实验结果表明,该系统能够实现对农田环境参数的准确实时采集及远程传输,能够满足实际农田农业环境的实时监测要求,可以显著提高我国农田环境感知的自动化水平和生产效率。

一种基于NB-IoT的无线井下数据采集终端设计

针对城市窨井数量大、位置分散、安全事故频发、管理困难等问题,设计出一种基于窄带物联网技术(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)的井下数据无线采集终端。终端采用低功耗STM32芯片作为主控制器,NB-IoT无线通信模块采用BC26模组,数据采集终端具有自动采集数据、主动预警、初始蓝牙配置等功能。实验结果表明:所设计的无线采集终端功耗低、稳定性高,让城市井盖管理更加智能化,让故障检修更加便捷化,提高城市管理的智能化水平。

基于NB-IoT的城市公园水环境在线监测与治理研究

在现代智慧城市建设的进程中,城市水环境在线监测与治理是非常重要的一环。针对传统监测与清理方法的局限性,基于NB-IoT的应用优势,提出了基于NB-IoT的城市公园水环境在线监测与治理方案。该方案将传感器节点与NB-IoT网络连接,实现了对关键参数如水质和溶解氧等的实时监测;运用配备感知技术和自主导航系统的水面垃圾清理机器人,实现对城市公园水环境的自动监测和水体表面垃圾的清理;此外,利用云计算和大数据分析技术,对监测数据进行处理和分析,使决策者和管理人员能够实时获取和分析水环境信息。通过结合基于NB-IoT的在线监测系统,可以实现数据共享和协同工作,提高治理效率和水环境保护能力。

基于NB-IoT技术的智能化消防系统的建设与应用

以提升当前施工现场消防安全管理的现代化、信息化、智能化为出发点,针对窄带物联网技术(NB-IoT)在智慧消防建设方面的探讨应用,解决当前“智慧消防”建设中存在的感应硬件种类或功能有限、接入及传输技术手段欠佳等问题,提出了以消防设备数字化管理、消防监督信息化管理、项目自主化管理、火灾风险研判及智能化灭火救援为应用层,以公共物联网、大数据、云计算、区块链和人工智能等技术为网络层,以NB-IoT终端为采集层的“智慧消防”三层架构模式,旨在为智慧消防提供一种高效的建设思路。最后,从移动巡更、消防水与智能水电监测以及独立烟感报警等角度出发,阐述了该智慧消防系统的具体应用功能,指出了其在未来实践中潜在的实施价值。

基于NB-IoT的低功耗野生保护动物监测系统研制

针对野生保护动物跟踪与监测的低功耗、远程监测、可定制、低成本要求,提出了基于窄带物联网(narrow band internet of things,NB-IoT)的分布式系统设计方案,给出了高效能耗管理、并发通信处理、网络透传关键技术的解决方法。系统由跟踪器和监测信息系统组成,跟踪器包括NB-IoT通信与定位模块、低功耗微控制器、锂电池太阳能复合供电组件、高效率电源转换器;监测信息系统包括数据通信设备、服务器和监控终端。实验表明:系统能长期远程采集动物的位置并在WEB地图上显示实时位置和活动轨迹,能对数据进行定制化统计分析并生成报表,跟踪器平均功耗小于50 mW,平均定位误差小于20 m。系统监测范围大、成本低,已试用于某野生动物保护站,效果良好。

基于NB-IoT的智慧燃气物联网系统框架设计与研究

在数字经济发展的浪潮中,窄带物联网(NB-IoT)等物联网(IoT)技术在燃气行业的应用较为广泛,但普遍存在兼容性问题。如果物联网终端通信平台要兼容不同厂家、不同类型、不同协议的燃气设备,并监控不同数据点、处理不同业务需求,其难度非常大,尤其要兼容将来的新增设备更是难上加难。为了减少系统二次开发,节约人力、财力、物力,对物联网系统框架进行了研究,设计了物联网应用控制平台、物联网终端通信平台和物联网终端设备三级新型框架。在某集团公司物联网系统中,采用独特的数据传输格式,对不同设备、不同协议、不同业务、不同加密算法进行无差别化数据编组,采用统一格式减少数据交互次数,解决了系统对不同设备的兼容性、安全性和数据传输效率问题,实现了物联网通信的安全、可靠、灵活、高效。该研究有助于燃气行业的信息化、数字化发展。

基于NB-IoT的用电信息采集系统设计与研究

随着工业物联网(IoT)的兴起,电力行业纷纷采纳IoT技术对终端电表进行升级。基于窄带物联网(NB-IoT)的IoT通信技术可实现对电能表的信息采集。从NB-IoT通信技术出发,介绍了国内外的发展水平、开展进度和组网技术,依据对用电信息智能采集的需求分析了系统总体架构,并且着重讨论了电能表数据采集功能的开发和扩展。通过合理设计终端电表的软件与硬件部分,实现了终端电表的高效通信功能。创新性地采用嵌入式用户身份识别模块(eSIM)卡进行通信,更方便、快捷地对电能资源进行资产统一管理。研究结果表明,借助NB-IoT网络通信实现了终端电表的观察到达时间差定位,满足了对终端电表位置信息的查询需求和用电信息采集需求。该设计实现的强链接、高覆盖、低成本的智能终端电表网络,对电力行业的场联网技术研究具有实际的指导意义和应用价值。

NB-IoT技术在水/气行业的应用与标准化分析

随着物联网垂直行业的快速发展,NB-IoT技术因其广覆盖、低功耗、海量连接等特点,解决了传统行业智慧化转型的痛点,已成为水/气行业增长热点。在回顾NB-IoT技术近5年的行业规模化商用基础上,重点分析了水/气行业在引入NB-IoT技术后常见问题的原因,及相关行业技术标准的发展情况,并提出了NB-IoT技术在水/气行业未来发展路线中应对物联网数据信息安全及规模化通信测试方法加强解决方案的研究。

基于NB-IoT技术的变压器故障实时监测系统的设计与应用

随着物联网(Internet of Things,IoT)技术的不断发展,基于窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)技术的变压器故障实时监测系统已经成为一种重要的监测手段。基于NB-IoT技术,设计了一个变压器故障实时监测系统,并在实际应用中进行了验证。系统采用了基于NB-IoT的无线通信技术,实现变压器温度、湿度、电流等参数的实时监测和传输。系统采用了传感器和物联网技术进行数据采集和传输,通过云平台处理和分析数据,实现变压器故障的实时监测和预警。实际结果表明,该系统能够实时监测变压器的状态,提前发现变压器的故障,有效降低了电网事故的发生率。

基于OneNET云平台的智慧消防远程监控系统的设计

针对传统消防监控系统存在开发成本高、误警率高、实时监控不便的问题,提出一种基于物联网云平台的智慧消防远程监控系统。采用STM32单片机作为中枢控制芯片,经多传感器采集温度、湿度、烟雾、火焰等环境数据,通过窄带物联网(NB-IoT,Narrow Band Internet of Things)上传至OneNET云平台。经数据分析后以可视化方式呈现,对异常数据触发报警实时响应。通过手机APP实现数据实时监测及一键处置。经测试,监控系统报警准确率高于97.2%,数据延迟低于50 ms,表明该系统能够实现消防火警的无线远程监控,并做出快速反应,满足中小微企业和普通家庭用户的消防监控需要。

业务驱动的低轨卫星物联网终端模态切换方法

针对低轨卫星物联网场景下基于窄带物联网(narrow band Internet of Things,NB-IoT)体制的物联终端大尺度地理范围内多场景应用业务时延和终端功耗需求动态变化问题,提出一种利用马尔可夫链模型评估NB-IoT终端在扩展不连续接收(extended discontinuous reception,eDRX)和节能模式(power saving mode,PSM)下的时延功耗的方法,建立了以下行业务延迟和终端功耗为优化目标的多目标优化问题。在信关站利用终端历史业务数据信息离线训练基于支持向量机(support vector machine,SVM)的时延功耗的回归预测模型,以回归预测模型作为非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithms-II,NSGA-II)的目标函数,得到多目标优化问题的Pareto前沿解集,进一步从Pareto前沿解集中选择满足当前应用时延功耗需求的工作状态定时器参数值,在线配置终端。仿真结果表明,相比于传统的地面物联网终端固定式定时器参数配置方法,所提出的业务驱动的定时器参数配置方法在终端动态多场景应用下能够更好地满足业务时延和终端功耗需求。

基于NB-IoT智能水表抄表系统设计与实现

针对目前智能水表抄表系统存在传输距离短、覆盖范围小、穿透力不强、数据传输稳定性差等问题,提出一种基于窄带物联网(NB-IoT)的智能水表抄表系统。对系统的框架结构进行了总体设计;对系统的硬件和软件的主要模块进行了介绍,硬件方面,主要包括STM32主控模块、采集模块、BC95无线通信模块以及电源模块等;软件方面主要包括BC95模块通信模块和集中器主控模块等。对系统实测结果表明:基于窄带物联网智能水表抄表系统具有传输距离长、覆盖范围广、穿透力强、数据稳定、功耗低等优点,该研究对供水公司技术变革实现智能化管理起到积极的影响。

一种基于稀疏重构的NB-IoT时延估计算法

针对传统的时延估计算法无法解决窄带物联网(narrowband internet of things,NB-IoT)低速率低功耗引起的估计精度低、计算复杂度高等问题,提出一种加入代价函数模型的基于稀疏重构的时延估计算法。利用窄带定位参考信号(narrowband positioning reference signal,NPRS)与传统的正交匹配追踪算法(orthogonal matching pursuit,OMP)进行时延值预估计,然后根据预估计的时延值构建冗余字典,在此基础上利用改进的OMP算法进一步对时延值进行估计。该算法中加入代价函数的思想将多维的时延估计降维成多个一维的时延估计,同时利用稀疏重构来消除各信号之间的干扰。另外,为了消除降维带来的局部最优的问题,合理设置软门限来有效并快速地终止代价函数模型的迭代过程。仿真结果表明,与OMP算法等传统时延估计算法相比,该算法具有更好的检测性能以及更高的时延估计精度。

窄带物联网(NB-IOT)商业应用探索

NB-IOT技术已逐步进入商用,随着芯片、模组制造成本的降低,窄带物联网的应用将迎来大规模爆发时代。文章通过对应用方案的分析,对NB-IOT的商业应用模式进行探讨。

基于NB-IoT的物联网智能电能表设计

现有电能表使用有线方式抄收数据存在布线难、成本高、可靠性低等缺点,为了解决这些缺点,提出一种低成本物联网电能表设计方法,实现对用户用电量的精确计量和准确抄收。新型电能表以HT5017为核心完成计量、显示,并且通过窄带物联网(Narrow Band Internet of Things NB-IoT)网络实现云平台与电能表数据直接交互。经过小批量测试,精度满足要求。该方案成本低,数据通信可靠,具有市场推广价值。