智能物联网之共享单车智能锁是如何接入云端的

•    微博： 小样儿老师2015

雷军曾经说过“站在风口上，猪都能飞起来”，共享单车作为现阶段的资本风口，一直吸引着各家媒体的目光，今天就来聊一聊单车如何联网的事。

单车联网的核心就是车上的智能锁，智能锁的通讯系统主要经历过一下三个阶段的发展。

阶段1：短信指令

车锁内部集成 GSM 模块，这个模块说白了就是一个当年的插了SIM卡的黑白功能手机，手机始终是开机的状态，时刻要接收信号，服务器通过短信的方式将一段ACSII码指令发送单车，车锁上控制电路板解析指令。该模式下缺点是状态回传成本较高（服务器解析出状态），整个车锁电量，闭合状态等回传的数据都要在空闲（深夜02-04点）回传，一般短信公司接口都不会接特别多，一旦短信接口出现故障，就容易造成大规模瘫痪。此外，不方便做授权回收和车本身地理坐标跟踪。

 

阶段2：GPRS流量与云端服务器数据互通

服务器通过GPRS/3G流量来完成数据交互，过程如下：

一、手机扫描自行车，获得自行车唯一的ID标志，手机接着会向服务器提交一个请求（提交信息里包含：用户信息，请求动作，车辆ID）；

二、服务器收到用户开锁请求，此时会根据请求信息，接着向指定ID的自行车发出开锁指令;

三、自行车收到服务器指令，会执行相应的开锁动作。

 

阶段3：NB-IoT（窄带物联网）

使用NB-IoT技术和使用GPRS数据传输的工作模式是一样的，只不过NB-IoT技术更为先进，接下来对NB-IoT进行解读。

一、为什么NB-IoT会出现？

据预测，2016年全球将会使用64亿个物联网设备每天将有550万个设备连网，而“万物互联”实现的基础之一在于数据的传输，不同的物联网业务对数据传输能力和实时性都有着不同要求。根据传输速率的不同，可将物联网业务进行高、中、低速的区分：

· 高速率业务：主要使用3G、4G技术，例如车载物联网设备和监控摄像头， 对应的业务特点要求实时的数据传输；

· 中等速率业务：主要使用GPRS技术，例如居民小区或超市的储物柜，使用频率高但并非实时使用，对网络传输速度的要求远不及高速率业务；

· 低速率业务：业界将低速率业务市场归纳为LPWAN（Low Power Wide Area Network）市场，即低功耗广域网。目前还没有对应的蜂窝技术，多数情况下通过GPRS技术勉力支撑，从而带来了成本高、影响低速率业务普及度低的问题。

也就是说目前低速率业务市场急需开拓，而低速率业务市场其实是最大的市场，如建筑中的灭火器、科学研究中使用的各种监测器，此类设备在生活中出现的频次很低，但汇集起来总数却很可观，这些数据的收集用于各类用途，比如改善城市设备的配置等等。

而NB-IoT就是一种新的窄带蜂窝通信LPWAN(低功耗广域网)技术，可以帮助我们解决这个问题。

二、NB-IoT的优势是什么？

作为一项应用于低速率业务中的技术，NB-IoT的优势不难想象：

强链接：在同一基站的情况下，NB-IoT可以比现有无线技术提供50-100倍的接入数。一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构。举例来说，受限于带宽，运营商给家庭中每个路由器仅开放8-16个接入口，而一个家庭中往往有多部手机、笔记本、平板电脑，未来要想实现全屋智能、上百种传感设备需要联网就成了一个棘手的难题。而NB-IoT足以轻松满足未来智慧家庭中大量设备联网需求。

高覆盖：NB-IoT室内覆盖能力强，比LTE提升20dB增益，相当于提升了100倍覆盖区域能力。不仅可以满足农村这样的广覆盖需求，对于厂区、地下车库、井盖这类对深度覆盖有要求的应用同样适用。以井盖监测为例，过去GPRS的方式需要伸出一根天线，车辆来往极易损坏，而NB-IoT只要部署得当，就可以很好的解决这一难题。

低功耗：低功耗特性是物联网应用一项重要指标，特别对于一些不能经常更换电池的设备和场合，如安置于高山荒野偏远地区中的各类传感监测设备，它们不可能像智能手机一天一充电，长达几年的电池使用寿命是最本质的需求。NB-IoT聚焦小数据量、小速率应用，因此NB-IoT设备功耗可以做到非常小，设备续航时间可以从过去的几个月大幅提升到几年。

低成本：与LoRa相比，NB-IoT无需重新建网，射频和天线基本上都是复用的。以中国移动为例，900MHZ里面有一个比较宽的频带，只需要清出来一部分2G的频段，就可以直接进行LTE和NB-IoT的同时部署。低速率、低功耗、低带宽同样给NB-IoT芯片以及模块带来低成本优势。模块预期价格不超过5美元。

不过，NB-IoT仍有着自身的局限性。在成本方面，NB-IoT模组成本未来有望降至5美元之内，但目前支持蓝牙、Thread、ZigBee三种标准的芯片价格仅在2美元左右，仅支持其中一种标准的芯片价格不到1美元。巨大的价格差距无疑将让企业部署NB-IoT产生顾虑。

此外，大部分物联网场景如智能门锁、数据监测等并不需要实时无线联网，仅需近场通信或者通过有线方式便可完成。若更换NB-IoT，是否物有所值？

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