连“京东跑步鸡”可能都要感谢低功耗广域网!

2018-11-29 14:26:51 1163

随着中国移动近400亿元巨资和111万NB-IoT基站天线招标的出炉,全球最大的一张专用于物联网的网络大幕拉开。不过,就像传统通信市场中存在公网和专网两个互补市场一样,对于物联网专用网络的需求一直存在,而且形成不少示范应用和商用案例。

 

在国内,以LoRa为代表的物联网专用网络在全国各地不少项目中落地,基于LoRa产业链的企业也已非常丰富,RPMA、ZETA等其他低功耗广域网络技术在一些应用中开始验证。虽然各类企业级专网项目规模并不大,但在很大程度上让国民经济中不少行业快速拥抱物联网,也让物联网连接方案多样化以及市场竞争更充分。

 


京东跑步鸡的猜测


 

还记得今年5月份京东创始人刘强东晒出“京东跑步鸡”扶贫项目吗?刘强东介绍说京东养的跑步鸡要求必须放养,并且每只鸡的脚上都有计步器监督,跑够一百万步以上的鸡,京东承诺以当地三倍的价格回购。

 

京东跑步鸡生长周期为160天左右,体重为三四斤,相比之下,市面上肉鸡的养殖周期不超过45天。京东方面未来希望能够配置监控、报警、检测等一套智能系统,力求通过更少的人力实现跑步鸡项目的自动化发展。

 

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每只“跑步鸡”鸡腿上绑的计步器成为关键的设备,因为它是判断这只鸡是否达标的主要依据。想及时知道每只鸡的步数,这些计步器的数据就需要及时上传至后台,则计步器中植入无线传输功能是必不可少的,而且还需要一定的定位功能,否则还需要人工去去验证每一个计步器。那么问题来了,计步器中该采用哪种无线传输的功能?

 

采用WiFi可能性不大,因为功耗太高,WiFi设备无法做到160天生长周期中持续使用,没电后频繁人工更换电池成本太大;是蓝牙吗?京东跑步鸡是放在林地里散养,10亩林地放养500-800只,这么大的范围蓝牙可是无能为力。还是需要通过广域网络方案,而现有的蜂窝网络因为功耗高,也没法支撑160天电池供电,所以猜测低功耗广域网络是最佳的连接方案选择。

 

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京东跑步鸡项目可以说是对低功耗广域网络技术提供方提出的需求,仅仅解决计步数据上传以及确定散养鸡的大致位置的需求,在当前NB-IoT还未实现农村覆盖情况下,加上NB-IoT模组成本暂时居高不下,这一农业项目很难通过公网的解决方案实现。而通过一个LoRa专网的项目即可解决,数千元的网关,20多元的LoRa模组让一次性投资成本并不高,加上可以按需部署,计步器可以重复使用,让物联网技术进入京东跑步鸡项目快速落地成为可能。

 


野生动物保护中物联网的作用 


 

野生动物遭盗猎者猎杀一直是一些野生动物公园管理中最头痛的事情,尤其是在非洲一些地广人稀的国家自然公园中。近期,卢旺达一家国家公园就发布了基于LoRa网络的“智慧公园”系统,可以通过该网络及时监测动物、访客以及设备的情况。

 

这家国家自然公园面积达433平方公里,园内有大量犀牛、大象,而园内的3G/4G网络并未覆盖,采用卫星追踪动物的方式的话成本非常昂贵。此前,公园方和一些科学家尝试通过无线电信号跟踪濒危的动物,但盗猎者往往用VHF频段接收机截获这些信号,还有些盗猎者会通过黑客破坏濒危动物的GPS跟踪器。而卢旺达公园采用的LoRa专网方案更为安全,因为所发射的无线电信号会不断变换频率,而且传输过程是加密的。

 

这一项目的LoRa基站部署在公园较高地势和最佳监控的位置,另外,400多平方公里的公园内部署了数百个传感器,这些传感器均通过太阳能供电,通过LoRa收发器持续向网关报送数据,并回传至控制中心。这些传感器可以用来监测游客车辆和公园工作人员,以及测试一些电子围栏和基础设施的状态。

 

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下一步,公园管理方准备在大型动物身上安装传感器,这些设备不但有追踪动物作用,也会为研究者提供重要数据。虽说任何科技手段都不是阻止濒危动物被猎杀的唯一手段,但在一定程度上将人力和通过这一网络形成的算法融合起来,达到减少动物被害的目的。

 

这一案例也从一个侧面反映了物联网专网的一些特点:

 

(1)按需部署,和公网的话务模型有所差异,国家自然公园作为用户,根据其防止盗猎的需要部署LoRa基站的位置和数量,在公用网络无法覆盖的情况下做到以需求为导向的网络布局;

 

(2)专网专用,只有国家公园中自己部署的传感器可以接入该网络,其他设备拒绝接入,与其他网络形成隔离;

 

(3)封闭数据,传感器产生的数据仅限于国家公园平台上使用,不会放到其他平台上。

 


扩大化的专网通信需求

 


类似京东跑步鸡、野生动物保护之类采用专用的低功耗广域网络的例子非常多,可以将传统通信时代政企专网作为其对标目标。不过,由于物联网应用的特点,对专用网络连接的需求比传统通信时代专网需求的范畴进一步扩展了。

 

传统通信时代,对于专网有需求的更多是公安、铁路、民航、石油、电力等特殊行业,需要专用网络来实现应急通信、指挥调度等工作,这些需求不能使用公用通信网络,而需要专网保障特殊任务中的通信安全和顺畅。总体来说,在这些专网通信中,本质的还是人与人的通信,实际上需求是同质化、标准化的,而各类通信终端和设备也是标准化的,所以会出现一些规模较大的专网通信方案供应商。

 

不过,物联网的不少行业应用由于需求的碎片化、分散化和个性化,类似NB-IoT这样的公用物联网网络可能没法满足连接的需求。尤其是不同行业应用面对着形形色色的设备,设备通信的目的也各不一样,很多与其生产经营流程密切相关。

 

此时,仅仅提供单一的连接解决方案是不能满足用户需求,而需要一种端到端的解决方案。所以,除了专网的部署方案外,集成能力和提供端到端能力比较重要。而目前LoRa生态链中有大量企业虽然规模不大,但面对中小规模客户的需求,能够为其提供集成、端到端解决方案。这样,低功耗广域网络市场格局中,除了运营商要部署的NB-IoT公网外,专网解决方案供应商不一定形成类似运营商一样的寡头垄断格局,而可能是存在大量提供集成方案的厂商,在专注少数领域、行业的基础上会形成一定壁垒,又与其他厂商存在一定竞争关系的市场结构,这将是一个竞争相对充分的领域,最终结果由市场来决定。

 

早在近两年前,Semtech副总裁Ståle Pettersen曾撰文认为,低功耗广域网络不仅仅限于公共网络,因为在这一市场中,付费的连接数仅占30%,LPWAN的部署应该足够简单,让用户仅需关注其体验。或许,在大量行业应用领域中,不用NB-IoT公网方案,采用专网的形式为用户提供端到端的解决方案,就是为了让用户觉得这一技术足够简单,只需关注体验即可。