关于NBIoT和GPRS的应用总结Word文件下载.docx
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GPRS可提供高达115kbps的传输速率,传输速率高。
总结:
IoT领域并没有一个没有争议的选择,每一个应用场景都有自己独特的需求和考虑。
NB适合的业务,在于低频次的业务,最好是一天通信一次,其余时间最好能够休眠或者关机,从而实现低功耗,乃至网络容量的扩大。
从这个角度来说,NB适合三表(燃气表,水表,热力表),垃圾桶监控,窨井盖监控,烟感监控,路灯监控,等等供电不方便,并且是不需要高频次通信的场合。
至于GPS定位跟踪之类的产品,我们还是优先选择GPRS网络。
网络层应用:
GPRS属于长距离通讯,历史比较久远,除了手机通讯以外,包括POS机、共享单车、车载GPRS等移动应用均有较广的使用。
是第二代的数字通信系统,以及之后的升级3G、4G、5G等。
NB-IOT属于中远距离通讯技术,工作频率在433MHz~912MHZ,有效通讯距离应该在5~10公里以。
是这两年由华为等通讯服务商牵头的标准,获得国家的支持,主要面向于物联网、智能家居应用,以及电表\水表\电网等国家基础设施上使用。
两者均基于蜂窝技术实现广域无线网络的标准,且均由通讯运营商铺设无线基站。
简单来说,NB-IOT与GPRS最大的区别在于,NB功耗远低于GPRS,这样可以解决很多应用领域供电麻烦,比如烟感报警器、电网故障检测仪、各类家居传感器&
控制器、区域物体移动监测(手环)、工业流水线监测等。
但NB也有自身的缺陷就是传输速率比GPRS要低,这是其技术的局限,所以并不能适合用于有高速率要求的领域,比如IPCamera、蓝牙音响、手机通讯等。
GPRS通讯模块:
1,是GSM的一种移动数据业务,是2G移动通信的数据传输技术。
2,传输速率为几十kbps
3,永远在线,不会被呼入的打断
4,模块启动电流较大,典型供电电压3.8v,4.0V,4.2V,约2A,
5,模块价格¥20-30
GPRS供电电路要求:
GSM/GPRS模组供电设置在3.8V/2A的规格主要考虑点:
1、一般模组供电电压最小3.4~4.2V,有3-400mV跌落电压要求;
2、一般模组正常工作电流0.8A左右,拨号瞬间会有持续几秒钟1.8A左右的脉冲电流。
因此,ISL91107IR在0.8A左右转换效率最高,1.8A脉冲电流需要C9、C10提供一部分能量,同时尽量使模组供电电压尽可能最小,降低整个功率输出。
GPRS(SIM868、SIM808)模块采用单电源供电,VBAT供电围3.2~4.2V之间,推荐电压为4.0V,模块射频发射时会导致电压跌落,这时电流的峰值最高会达到2A以上,因此电源供电能力尽可能达到2A,并建议VBAT引脚并接大电容(电容根据供电IC输出能力确定)。
电源芯片选择上需要注意,如果外部输入电压与VBAT压差很大,建议选择开关电源,当选用DC-DC时需注意EMI干扰,建议串接磁珠以备调整;
如果外部输入电压与VBAT压差不大,最好选用LDO。
客户的产品需要过TA、CE、FCC等认证,推荐选择LDO供电。
为了增强模块电源抗干扰能力(主要抗浪涌,脉冲群,静电等),不至于在外界环境比较恶劣的情况下导致模块供电异常,建议根据实际应用在外部电源输入端加一些共模电感、TVS管等器件,在VBAT供电芯片输出端加一些nf、pf级电容,滤除干扰。
电源隔离设计,
从图3-1中可以看出,在GPRS模块的工作过程中,存在瞬间大电流的
情况,导致电压波动,产生开关噪声,这些是GSM移动通信制式的固有特性。
这种噪声会影
响GPRS模块以外的电路,特别是模拟信号,以及音频处理电路。
为了规避这种噪声,需要将GPRS模块的电源和其它电路的电源做隔离处理。
隔离措施可以是DC-DC或者LDO电路,
或者电感搭建的LC滤波电路。
隔离电路可以参考如下原理示意图3-5。
DC-DC或者LDO,建议使用额定输出电流峰值大于2A的电路。
LC滤波电路中,电感L建议使用10μH,额定电流大于1.2A的线绕功率电感。
参考电路网址,:
GPRS在电力系统抄表中的应用
电力抄表的场景分为用户侧通信和配网通信系统。
电力负荷监控系统频段采用230MHz+1.8GHz的TD-LTE专网。
用户电表的远程抄表采用过很多技术,包括GPRS、3G、LTE、PLC、Zigbee、433MHz等等,抄表频率的目标是15分钟一次采集和上传,每天96个点,以便实现电网的在线监测控制。
中国等居住集中的地方主要是采用集中式抄表,主要有电力光纤集抄和GPRS集抄(占比超过50%),欧美等居住分散的地方主要采用独立抄表。
由于电力抄表供电不是问题,数据量相对较大,目前尚未体会到电力抄表利用NB-IoT的迫切需求。
NB-IOT
1,NB-IoT,即窄带物联网(NarrowBandInternetofThings)。
可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,部署成本低。
2,一种新兴技术,覆盖面积广,低功耗广域网。
3,资费低,未来可能取代GPRS,NB-IoT比LTE和GPRS基站提升了20dB的增益,期望能覆盖到地下车库、地下室、地下管道等信号难以到达的地方。
4,模块价格预计5美元。
应用领域:
区别:
共点一:
GPRSDTU与NB-IotDTU作为不同网络制式的DTU,其工作原理和功能都是一样的,都是实现工业设备在户外与远程服务器双向透明传输数据。
共点二:
应用领域大致相同,甚至可以无缝切换。
GPRSDTU与NB-IotDTU都适用于对传输速率要求不高的工业现场领域。
GPRSDTU与NB-IotDTU的区别
第一,NB-IotDTU的网络覆盖更强。
NB-Iot在室的覆盖能力很强,比GSM增强20dBm增益,相对应的在在覆盖区域的围上比GPRS提升了100倍。
网络覆盖的增强在农村,厂区,地下场所的部署上有很大优势。
第二,NB-IotDTU具有更强的能力。
举例说明,如果使用相同的基站,NB-IotDTU比传统的GPRSDTU提高50-100倍的设备接入量。
在实际应用中接入设备数的优势有极大作用。
第三,NB-IotDTU具有更低的功耗。
超低功耗在工业应用中是非常重要的,NB-Iot比GPRS拥有更低的功耗,它的电池可以待机5-10年不用更换,在一些需要长时间不能更换电池的场所,NB-IotDTU可以说是极佳的选择。
第四,NB-IotDTU具有更低的成本。
目前在电信已经实现了NB-Iot99%的网络覆盖,而且这一趋势正在向全国扩展。
NB-IotDTU的低成本想体现在它可以跟传统蜂窝网络共用基础设备,不需要重建;
在资费方面,NB-Iot的一年费用才30元钱左右。
第五,NB-IotDTU具有更好的市场前景。
GPRS已经面世很久,在国外很多国家地区面临逐步淘汰的现状。
NB-IotDTU拥有更好的前景。