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NB-IoT物联网技术案例解析及现状

时间:2023-11-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:典型行业包括追踪器、智能穿戴等。追踪器市场规模较大,各研究机构对市场前景普遍看好。Future Market Insights预计2027年GPS追踪器市场规模将超过34亿美元。截至2016年12月,已经发射了18颗工作卫星,具备了早期操作能力。市场研究公司IDC 2018年6月发布的预测报告中称,预计2018年的全球穿戴设备市场销量达到1.25亿件,同比2017年增长8.2%,而2022年的市场规模将达到2亿件。数据显示,仅2016年国内儿童智能手表出货量就达1500万,较2015年增长近一倍。

NB-IoT物联网技术案例解析及现状

消费电子产品领域可以广泛引入NB-IoT、eMTC等新兴通信技术。典型行业包括追踪器、智能穿戴等。

1.追踪器

追踪器也称定位器、跟踪器,是一种内置了卫星定位模块和移动通信模块的终端,用于将定位数据通过移动通信模块上传至互联网上的服务器,从而可以在计算机或手机上查询终端位置。

追踪器市场规模较大,各研究机构对市场前景普遍看好。Future Market Insights预计2027年GPS追踪器市场规模将超过34亿美元。MarketsAndMarkets估计到2023年整个GPS追踪器市场规模可达28.9亿美元[5],从2017到2023年的复合年增长率(CAGR)为12.91%,其中亚太地区将是全球范围内增长率最高的地区,如图16.7所示。

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图16.7 全球不同区域追踪器市场CAGR的预测(数据来源:MarketsAndMarkets)

追踪器有两个核心功能,即定位和信息上传。

定位功能主要通过卫星定位模块实现,也可辅以网络信号蓝牙、Wi-Fi和惯性导航等方法。卫星定位依赖于全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)。目前已有美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO和中国北斗卫星导航系统等4大GNSS系统。此外,还有日本QZSS和印度IRNSS等区域性系统。

•GPS是在美国海军导航卫星系统的基础上发展起来的无线电导航定位系统。具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时功能,能为用户提供精密的三维坐标、速度和时间。

•GLONASS是由苏联国防部独立研制和控制的第二代军用卫星导航系统。该系统是继GPS后的第二个全球卫星导航系统。该系统于2007年开始运营,当时只开放俄罗斯境内卫星定位及导航服务。到2009年,其服务范围已经拓展到全球。该系统主要服务内容包括确定陆地、海上及空中目标的坐标及运动速度信息等。

•伽利略卫星导航系统(GALILEO)是由欧盟研制和建立的全球卫星导航定位系统,该计划于1992年2月由欧洲委员会公布,并和欧洲太空总署共同负责。该系统由30颗卫星组成,其中有27颗工作星、3颗备份星。截至2016年12月,已经发射了18颗工作卫星,具备了早期操作能力。

•中国北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)是我国自行研制的全球卫星导航系统。由空间段、地面段和用户段三部分组成,可在全球范围内,全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具有短报文通信能力,已经初步具备区域导航、定位和授时能力,定位精度为10m,测速精度为0.2m/s,授时精度为10ns。

卫星定位模块应该同时支持多种GNSS系统,进行融合定位,加快搜星速度、提高定位精度。除了基于GNSS进行定位,也可以通过Cell ID等进行网络辅助的定位,或者通过Wi-Fi、蓝牙、惯性导航等方式进行定位,如图16.8所示。追踪器可以采用多种定位技术融合定位,优势互补。(www.xing528.com)

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图16.8 多重技术融合定位

从产品用途分类看,主要有个人追踪器、物品追踪器、宠物追踪器、车辆追踪器等几类。个人追踪器专注于儿童、老年人和独立工作者安全守护,车辆追踪器可以优化车辆管理,改善作业安全。

目前追踪器的通信模块以GSM制式为主,续航时间相对较短,个别场景下GSM覆盖无法完全满足要求。随着NB-IoT的引入,有望明显延长续航时间,增强覆盖,追踪器行业面临的几个痛点问题有望得以明显缓解或彻底解决,如图16.9所示。

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图16.9 追踪器行业的几个痛点问题

2.智能穿戴

智能穿戴设备是指应用穿戴式技术对日常穿戴进行智能化设计,开发出可以穿戴的设备,主要包括智能手表、智能手环、智能服装、智能眼镜等。近年来,随着人们消费水平的逐渐提高,智能穿戴设备的市场规模不断扩大。市场研究公司IDC 2018年6月发布的预测报告中称,预计2018年的全球穿戴设备市场销量达到1.25亿件,同比2017年增长8.2%,而2022年的市场规模将达到2亿件。该机构预测:2018年全球智能手表发货量为4350万件,到2022年将增长到8910万件,增长强劲;智能服装作为新兴市场,将具有广阔的前景,预计2018年全球销量为340万件,到2022年市场将增长到1170万件;而对于智能手环市场,IDC预测其仍将有热度,但销量变化不大,全球销量将从2018年的4510万件增长到2022年的4590万件,如图16.10所示。

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图16.10 全球主要智能穿戴设备出货量预测(数据来源:IDC)

智能穿戴设备刚兴起时,其工作方式严重依赖于手机,数据传输、工作配置等都需要与手机进行蓝牙连接才能完成,一旦脱离了手机就无法及时获取信息和内容,用户体验受到严重的影响。因此,脱离手机使用成为智能穿戴设备的发展方向,使用移动网络进行数据交互乃至通话成为主流,智能穿戴进入了全新的2.0时代,智能穿戴市场被迅速引爆。比如,使用2G网络的儿童智能手表增长迅速。数据显示,仅2016年国内儿童智能手表出货量就达1500万,较2015年增长近一倍。

由于保持移动网络长连接的功耗较高,使用移动网络的智能穿戴设备续航不佳,市售的此类设备续航时间一般仅为2~4天。对于使用2G的智能穿戴设备来说,具有续航能力超过一周是此类设备的一大痛点需求。因此,2.0时代的智能穿戴设备虽然能够脱离手机工作,在极大地改善用户体验的同时对续航问题上也提出了新的挑战。

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