浅谈蜂窝物联网的应用场景

随着蜂窝物联网（Cellular IoT）在全球市场越来越受到欢迎，各个垂直领域也涌现出许多创新应用。从智慧城市到农业，从公用事业到工业，使用低功耗广域网的LTE-M（LTE-Machine-to-Machine）和窄带物联网(Narrowband IoT, NB-IoT)等蜂窝架构可带来显著的业务优势。

在许多情况下，部署包括通过移动蜂窝网络以相对较低的数据速率运行的低功耗设备，从而允许连接以前可能单独运行的传感器或执行器等物理对象。广泛的覆盖范围和远程管理相结合，带来了连接方面的重大变化，使组织能够开发新的业务模式并引入更高效的工作方式。

那么，让我们看看蜂窝物联网如何在实际应用中发挥实际作用。以下是五个创新应用场景，它们对我们周围的世界产生了切实的积极影响。

01农业：农作物在完美条件下生长

蜂窝物联网非常适合农业，因为农业通常需要在偏远地区部署多个传感器和其他设备，而这些是Wi-Fi等网络协议无法支持的。NB-IoT等架构允许使用电池寿命长达10年的传感器来收集有关环境指标的关键信息，例如温度、土壤状况、作物健康状况或牲畜位置，并以低成本的省电模式运行，定期传输数据。近年来最常见的应用之一是联网温室，使用小型固定传感器监测温室内水的湿度、水分和酸度水平。这种部署方式有助于农民随着时间的推移复制一致的条件，从而增加成功收成的可能性。这种设置通常在固定位置使用电池供电的设备，通过蜂窝网络进行双向通信，在需要时更新固件和软件。

02智慧城市：停车无压力

城市环境历来都有许多“哑巴”设备和物体，它们虽然有用途，但无法实时洞察其运行性能或功能。这就是为什么路灯等资产长时间不工作或在不需要时浪费能源是很常见的。然而，现在蜂窝物联网提供了一个连接城市景观的机会，让政府部门能够改善居民的生活体验。一个例子是更高效的照明——通过传感器根据环境条件而不是计时器进行设置。全球许多城市都出现了基于蜂窝物联网的停车管理项目，传感器用于识别空停车位，并将车位分配给最近的寻求停车位的汽车，以降低碳排放。交通管理是另一个颇有前景的领域，传感器可以评估拥堵情况，为市民提供实时信息，并可能允许交通工程师重新调整交通信号灯以缓解拥堵。

03公用设施：检测泄漏管道

有数十亿升的水因管道未及时维修而被浪费。从历史上看，这个问题很难控制，因为水务公司通常负责监管高度分散的供水网络（主要安装在地下），因此很难在发生泄漏时立马发现它们。这就是蜂窝物联网的用武之地。越来越多的水务公司正在创建更加智能的供水网络，在地下主管道上使用数字水表、传感器和声学记录仪。就声学记录仪而言，固定设备会“监听”网络中漏水的声音，以确定泄漏的时间并协助查明准确位置。未来，也许可以使用类似的传感器来预测和预防管道故障。NB-IoT等技术非常适合此类应用，因为窄带频率比传统网络能够实现更全面的覆盖和更深的穿透。

04电子出行：定位被盗自行车

电动自行车为城镇出行提供了一种灵活且可持续的方式。但有一个问题：这些自行车价格昂贵且用户量太多，因此存在被盗风险。传统的锁对于手持钢锯和电缆剪的小偷来说，威慑力微乎其微。因此，越来越多的骑行者开始寻求新技术来帮助他们保护自行车。最新的自行车安全追踪器结合了GPS和低功耗广域技术，用户只需对锂离子电池充电，即可通过手机自动定位和追踪自行车，一次充电最长可使用90天。这种微型“即插即用”追踪设备（通常约为扑克牌的一半大小）可以安装在自行车座椅或水瓶下，无需进一步操作。集成LTE-M/NB-IoT调制解调器和GPS的系统级封装设备是此类应用的强大解决方案。它们在合理的功耗下提供了良好的监测范围和上传速度，因而可以达到可观的工作时长。

05安全与保障：预防火灾

烟雾探测器是防止家庭和公共场所发生火灾的重要监测手段，可提供可以挽救生命的早期预警系统。然而，传统设备确实存在缺点。如果烟雾探测器不在房屋内，用户通常无法实时监控其运行状态或接收警报或其他信息。支持蜂窝物联网的设备解决了这些缺点——允许烟雾探测器直接与消防员和业主通信。无线LTE-M/NB-IoT和其他架构的优势包括电池寿命长和相关布线要求低。类似的技术也正在用于二氧化碳和某些特定气体探测器，以支持联网家庭更高水平的安全性。

这五个应用场景只是蜂窝物联网应用的一部分，随着工程师越来越充分地利用无线技术，蜂窝物联网应用场景的名单会越来越长。