面向工业应用的无线通信技术NB-IoT

智能制造与窄带无线通信新技术NB-IoT,德国工业4.0简介,工业4.0与中国制造2025,无线通信新技术NB-IoT,一,二,三,智能制造与窄带无线通信新技术NB-IoT,德国工业4.0背景介绍,一,工业4.0与中国制造2025,无线通信新技术NB-IoT,二,三,报告题目：工业4.0与中国制造2025中的无线通信,1.1工业4.0的定义,定义：将信息技术引入制造工厂和生产线，通过大数据和虚拟化等工具增强其产品的柔性，使得生产过程具有适应市场变化和定制化的能力,1.1工业4.0定义,1.2工业技术革命的发展历程,DigitalFactory,IIoT,IoS,PredictiveMaintenance,CPPSRAMI4.0,SmartProduction,MES,Mass-Customization,PLM,19世纪中,20世纪中,18世纪中,1.3工业4.0的产品特点,1.4工业4.0的三大技术特征：高度自动化、高度信息化+高度网络化,1.5工业4.0的自动化信息物理系统（CPS）,1.5工业4.0的自动化信息物理系统（CPS）,1.6工业4.0的发展历程,1.7总结,德国工业4.0介绍,一,工业4.0与中国制造2025,无线通信新技术NB-IoT,二,三,工业4.0与中国制造2025中的无线通信,2.1中国制造2025,中国工业和信息化部：30年时间，通过“三步走”的战略，实现从制造业大国向制造业强国的转变,2.2中国制造2025,深刻理解工业4.0时代的价值创造体系，结合到自身的技术及其他优势，生产制造企业应该重视工业4.0的思维方式，而不是互联网思维,2.3中国制造2025-总结,中国制造2025特点就是高度信息化和高度自动化的两化深度融合和智能制造（对应工业4.0体系）中国制造2025具有三化的融合特征：自动化、信息化和网络化的特征。其中，高度网络化是其独特的地方在工业4.0时代，最大的改变是模式创新：符合企业实际的商业模式，,德国工业4.0背景介绍,工业4.0与中国制造2025,无线通信新技术NB-IoT,一,二,三,工业4.0与中国制造2025中的无线通信,3.2云平台ONEnET3.3工控系统的问题3.4全覆盖的工业无线测控系统,3.1低功耗窄带通信NB-IoT,3.无线通信新技术NB-IoT,19,3.1几种常见无线通信技术,PAN/BAN802.15,3.1低功耗窄带通信NB-IoT,3.1低功耗窄带通信NB-IoT,专用于物与物通信的广域网络，物联网时代的基础设施网络运营商在物联网生态系统中定位的体现GPRS的替代物2016年6月NB-IoT标准国际组织3GPP通过2016年底国内行业标准预计发布，2017年商用特点：1，广覆盖，可显著提升单站覆盖面积2，低功耗，终端电池寿命达到10年以上3，大连接，每小区可承载数万个连接4，低成本，每个终端的成本在5美元以内,3.1低功耗窄带通信NB-IoT,万物互联已成为全球运营商、科技企业和产业联盟积极布局的重要战略方向,3.1低功耗窄带通信NB-IoT,物联网业务种类繁多，难以用单一技术满足,3.1低功耗窄带通信NB-IoT,LPWA类业务连接是全球产业关注的重要市场，但现有2G/3G/4G网络难以承担这类业务。,3.1低功耗窄带通信NB-IoT,NB-IoT是国际组织3GPP在2016年6月通过的、专为运营商和智慧工厂定制的LPWA蜂窝解决方案,3.1低功耗窄带通信NB-IoT,NB-IoT相比于其他窄带物联网技术存在的优势,3.1低功耗窄带通信NB-IoT,全球运营商及领先的电信设备商正积极布局NB-IoT，力求占领产业制高点,3.1低功耗窄带通信NB-IoT,NB-IoT产业处于研发加速阶段，业界关注度高,终端需考虑的关键点,3.1低功耗窄带通信NB-IoT,3.1低功耗窄带通信NB-IoT,安全与认证需要考虑的关键点（1/2）,3.1低功耗窄带通信NB-IoT,NB-IoT商用部署涉及的端到端改造需求,3.2中国移动物联网开放平台OneNET,OneNet是中移动的一个物联网开放平台，适配各种网络环境和协议类型的终端接入；提供API和应用模板，大数据服务，支持行业应用，基于HTTP方式向外提供API接口，按照RESTfu的方式向外提供服务,OneNet的典型框架结构,34,3.3工控网络系统的现状和问题,亟需突破能够实现广域覆盖且集成现存多种有线和无线系统、安全和可靠的无线传感/测控网络难题,问题：大量的不同厂家传感器、嵌入式终端、智能控制子系统等被部署在广域物理空间内,很难采用目前存在的无线网络技术有效实现智能工厂广域范围内的信息互联互通,35,3.3工控网络系统国内外现状,HMS发布:工业以太网2016年趋势报告无线崛起,在智能工厂内，通过网络将无处不在的传感器、嵌入式终端、智能控制系统等互联，实现高度集成，然后对采集数据进行分析，形成可自律操作的智能生产系统,现场总线占主导,工业以太网发展迅速,无线通信崛起,36,3.3国内外现状,现有无线通信不足：OneWireless、WirelessHart等，距离短GPRS等，功耗高,2016年6月国际新标准NB-IoT,37,3.3实现全覆盖的工业测控系统一种框架机构,利用面向5G的广域蜂窝窄带通信NB-IoT技术，从智能工厂对测控系统信息融合的要求出发，研究构建垂直的全域覆盖的工业无线数据通信与控制网络系统,38,3.3主要研究内容,39,3.3技术路线系统架构,NB-IoT通信机理,数据分层分级传输、交换机制,管理数据和测控数据不同特性,单一分布式工业对象和不同子系统要求,利用NB-IoT在广域室内外优良的数据连接特性，在工业测控领域创新构成广域覆盖的工业物联网,40,3.3协议网关,使用NB-IoT实现与现存的多种有线/无线网络互联互通,有线FCS系统(Interbus、PROFINET、工业以太网、CAN),无线网络子系统（ZigBee、WiFi）,协议网关的模块化