格雅Get关于NBIoT和GPRS的应用总结.docx

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格雅Get关于NBIoT和GPRS的应用总结

关于NBIoT和GPRS的应用总结

主要IOT技术要求与市场业务分布

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。

NB-IoT使用授权频段基于运营商全球覆盖最为广泛的网络可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，享有更好的服务。

LoRa的诞生比NB-IoT要早些，LoRa工作在非授权频段，故不需要额外付费，LoRa协议比NB-IoT更简单，更容易开发，相对成本少。

LoRa节点可以根据具体应用场景需求进行或长或短的睡眠，电池寿命更长

GPRS是通用分组无线服务技术的简称。

对于分组交换模式，用户只有在发送或接收数据期间才占用资源，这意味着多个用户可高效率地共享同一无线信道，从而提高了资源的利用率，相对链接时间长支付费用却低。

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公里以内。

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、区域内物体移动监测（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，不会被呼入的电话打断

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供电范围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在室内的覆盖能力很强，比GSM增强20dBm增益，相对应的在在覆盖区域的范围上比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具有更强的链接能力。

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。

目前在山东电信已经实现了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。