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NB-IoT智能锁系统

一、概述   

目前,密码锁、刷卡锁、指纹锁等各种形态的多功能锁,已经进入了千家万户,但它还不能成为智能锁,在这个智能化社会,用户对门锁已经提出了更高的要求,那么智能锁应运而生。可以预见,智能门锁未来会成为每家每户必备的智能安防产品。智能锁作为智能家居入口级的产品,基于其高频高粘性的特性,将会进一步带动智能猫眼、智能保险箱、智能摄像头以及其它智能家居产品的市场。

二、系统特点

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,也被叫作低功耗广域网(LPWA)。NBIOT具有以下优势:

1.海量连接:每区可达10万连接;NB-IoT比2G/3G/4G有50-100倍的上行容量提升,这也就意味着,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。

2.超低功耗:电池寿命长达十年;

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。在电池技术无法取得突破的前提下,只能通过降低设备功耗以延长电池供电时间。通信设备消耗的能量往往与数据量或速率相关,即单位时间内发出数据包的大小决定了功耗的大小。数据量小,设备的调制解调器和功放就可以调到非常小的水平。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,可以保障电池5年以上的使用寿命。

3.深度覆盖:能实现比GSM高20db的覆盖增益;

NB-IoT比LTE提升20dB增益,相当于发射功率提升了100倍,即覆盖能力提升了100倍,就算在地下车库、地下室、地下管道等信号难以到达的地方也能覆盖到。

4.安全性:继承4G网络安全能力,支持双向鉴权以及空口严格加密,确保用户数据的安全性。

5.稳定可靠:能提供电信级的可靠 性接入,有效支撑 IoT 应用和智慧城市解决方案。

NB-IoT直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,即可与现有网络基站复用以降低部署成本、实现平滑升级,但是使用单独的180KHz频段,不占用现有网络的语音和数据带宽,保证传统业务和未来物联网业务可同时稳定、可靠的进行。以智能抄表应用为例,与采用有线PLC抄表数据回收成功率在60%左右相比,NB-IoT可以保证数据成功回收率达99%,可靠性大大提高。

6. 低成本

低速率低功耗低带宽带来的是低成本优势。速率低就不需要大缓存,所以可以缓存小、DSP配置低;低功耗,意味着RF设计要求低,小PA就能实现;因为低带宽,就不要复杂的均衡算法。这些因素使得NB-IoT芯片可以做得很小。芯片成本往往和芯片尺寸相关,尺寸越小,成本越低,模块的成本也随之变低。

NB-IoT智能锁,其解决方案除了智能锁本身,主要的是连接芯片、智能管理系统及云服务组成。这些系统保证了例如在NB-IoT窄带网的环境下,如果门锁被非法侵用户即时收到通知,如果外人未经授权试图获得访问,也将锁定报警。

NB-IoT给智能锁带来的许多功能增值,如支持待机时间短、对网络连接要求较高设备的高效连接,同时能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖,而且可以简化终端的复杂度、降低终端功耗,可以实时、海量的大容量进行高效身份认证和接入控制,仅仅这四点,正好切合智能锁的需求。

接入NB-IoT后智能锁的待机时间将从原来的1年延长为2年左右,并且无需网关或路由,直连运营商的基站,从而使联网智能锁在网络稳定性及安全性上更加有保障。NB-IoT信号穿墙性远远超过现有的网络,即便是家庭地下室,可通过数据传输实现“随即密码”。NB-IoT技术比传统移动通信网络连接能力高出100倍以上,也就是说,同一基站可以连接更多的物联网智能锁设备,避免掉线情况。

三、系统组成

NBIOT DTU典型应用方案-智能锁.jpg

本系统主要有监控管理软件、NB-IoT智能锁构成。

1、NB-IoT智能锁

NB-IoT智能锁集传统门锁和NB-IoT技术于一体,集成在门锁内部,与NB-IoT基站连接,主要完成数据的采集和处理、控制输出和进行数据通信、报警、接收远程命令、开关等功能。

2、数据监控中心

监控中心由监控主机、人机接口、相关外设及与无线数据通信网接口等部分组成。对各远端监控点采用轮询或并行询问方式,完成监测、控制、采集、预警等多重任务。

监控系统软件是集门锁的监控、数据采集、数据处理与一体,并通过群控或组控实现对不同的监控终端进行控制的系统软件。具有数据存储、数据采集、报警处理、报表打印、图形人机界面、系统安全性控制、自动巡测终端、报警及多种时间表等众多功能。

界面采用多样化设计,可以满足电脑、手机、平板等多种终端使用,满足用户不同的需求。

四、安全可靠性

本系统需要极高的系统安全保障和稳定性。安全保障主要是防止来自系统内外的有意和无意的破环,网络安全防护措施包括信道加密、信源加密、登录防护、访问防护、接入防护、防火墙等。稳定是指系统能够7×24小时不间断运行,即使出现硬件和软件故障,系统也不能中断运行。

数据中心通过公网使用https接入物联网平台,从认证到数据传送整个过程得到了加密保护,安全性比较高,可充分保障速度和网络服务质量。

五、总结

随着NB-IoT系统技术的成熟,“底层芯片—模组—终端—运营商—应用”的完整产业链已经初具形态,广域覆盖优势凸显,NB-IoT的进军是迎接行业技术新变革的积极部署,也是在寻求为用户打造更完美的智能锁这条路上迈出的坚定脚步。


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