NB-IoT智能鎖系統(tǒng)

一、概述   

目前，密碼鎖、刷卡鎖、指紋鎖等各種形態(tài)的多功能鎖，已經(jīng)進入了千家萬戶，但它還不能成為智能鎖，在這個智能化社會，用戶對門鎖已經(jīng)提出了更高的要求，那么智能鎖應(yīng)運而生?？梢灶A見，智能門鎖未來會成為每家每戶必備的智能安防產(chǎn)品。智能鎖作為智能家居入口級的產(chǎn)品，基于其高頻高粘性的特性，將會進一步帶動智能貓眼、智能保險箱、智能攝像頭以及其它智能家居產(chǎn)品的市場。

二、系統(tǒng)特點

NB-IoT是IoT領(lǐng)域一個新興的技術(shù)，支持低功耗設(shè)備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接，也被叫作低功耗廣域網(wǎng)(LPWA)。NBIOT具有以下優(yōu)勢：

1.海量連接：每區(qū)可達10萬連接；NB-IoT比2G/3G/4G有50-100倍的上行容量提升，這也就意味著，在同一基站的情況下，NB-IoT可以比現(xiàn)有無線技術(shù)提供50~100倍的接入數(shù)。

2.超低功耗：電池壽命長達十年；

低功耗特性是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用一項重要指標，特別對于一些不能經(jīng)常更換電池的設(shè)備和場合，如安置于高山荒野偏遠地區(qū)中的各類傳感監(jiān)測設(shè)備，它們不可能像智能手機一天一充電，長達幾年的電池使用壽命是基本的需求。在電池技術(shù)無法取得突破的前提下，只能通過降低設(shè)備功耗以延長電池供電時間。通信設(shè)備消耗的能量往往與數(shù)據(jù)量或速率相關(guān)，即單位時間內(nèi)發(fā)出數(shù)據(jù)包的大小決定了功耗的大小。數(shù)據(jù)量小，設(shè)備的調(diào)制解調(diào)器和功放就可以調(diào)到非常小的水平。NB-IoT聚焦小數(shù)據(jù)量、 小速率應(yīng)用，因此NB-IoT設(shè)備功耗可以做到非常小，可以保障電池5年以上的使用壽命。

3．深度覆蓋：能實現(xiàn)比GSM高20db的覆蓋增益；

NB-IoT比LTE提升20dB增益，相當于發(fā)射功率提升了100倍，即覆蓋能力提升了100倍，就算在地下車庫、地下室、地下管道等信號難以到達的地方也能覆蓋到。

4．安全性：繼承4G網(wǎng)絡(luò)安全能力，支持雙向鑒權(quán)以及空口嚴格加密，確保用戶數(shù)據(jù)的安全性。

5．穩(wěn)定可靠：能提供電信級的可靠 性接入，有效支撐 IoT 應(yīng)用和智慧城市解決方案。

NB-IoT直接部署于GSM網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)或LTE網(wǎng)絡(luò)，即可與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基站復用以降低部署成本、實現(xiàn)平滑升級，但是使用單獨的180KHz頻段，不占用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的語音和數(shù)據(jù)帶寬，保證傳統(tǒng)業(yè)務(wù)和未來物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)可同時穩(wěn)定、可靠的進行。以智能抄表應(yīng)用為例，與采用有線PLC抄表數(shù)據(jù)回收成功率在60%左右相比，NB-IoT可以保證數(shù)據(jù)成功回收率高，可靠性大大提高。

6. 低成本

低速率低功耗低帶寬帶來的是低成本優(yōu)勢。速率低就不需要大緩存，所以可以緩存小、DSP配置低;低功耗，意味著RF設(shè)計要求低，小PA就能實現(xiàn);因為低帶寬，就不要復雜的均衡算法。這些因素使得NB-IoT芯片可以做得很小。芯片成本往往和芯片尺寸相關(guān)，尺寸越小，成本越低，模塊的成本也隨之變低。

NB-IoT智能鎖，其解決方案除了智能鎖本身，主要的是連接芯片、智能管理系統(tǒng)及云服務(wù)組成。這些系統(tǒng)保證了例如在NB-IoT窄帶網(wǎng)的環(huán)境下，如果門鎖被非法侵用戶即時收到通知，如果外人未經(jīng)授權(quán)試圖獲得訪問，也將鎖定報警。

NB-IoT給智能鎖帶來的許多功能增值，如支持待機時間短、對網(wǎng)絡(luò)連接要求較高設(shè)備的有效連接，同時能提供非常全面的室內(nèi)蜂窩數(shù)據(jù)連接覆蓋，而且可以簡化終端的復雜度、降低終端功耗，可以實時、海量的大容量進行身份認證和接入控制，僅僅這四點，正好切合智能鎖的需求。

接入NB-IoT后智能鎖的待機時間將從原來的1年延長為2年左右，并且無需網(wǎng)關(guān)或路由，直連運營商的基站，從而使聯(lián)網(wǎng)智能鎖在網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性及安全性上更加有保障。NB-IoT信號穿墻性遠遠超過現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)，即便是家庭地下室，可通過數(shù)據(jù)傳輸實現(xiàn)“隨即密碼”。NB-IoT技術(shù)比傳統(tǒng)移動通信網(wǎng)絡(luò)連接能力高出100倍以上，也就是說，同一基站可以連接更多的物聯(lián)網(wǎng)智能鎖設(shè)備，避免掉線情況。

三、系統(tǒng)組成

本系統(tǒng)主要有監(jiān)控管理軟件、NB-IoT智能鎖構(gòu)成。

1、NB-IoT智能鎖

NB-IoT智能鎖集傳統(tǒng)門鎖和NB-IoT技術(shù)于一體，集成在門鎖內(nèi)部，與NB-IoT基站連接，主要完成數(shù)據(jù)的采集和處理、控制輸出和進行數(shù)據(jù)通信、報警、接收遠程命令、開關(guān)等功能。

2、數(shù)據(jù)監(jiān)控中心

監(jiān)控中心由監(jiān)控主機、人機接口、相關(guān)外設(shè)及與無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)接口等部分組成。對各遠端監(jiān)控點采用輪詢或并行詢問方式，完成監(jiān)測、控制、采集、預警等多重任務(wù)。

監(jiān)控系統(tǒng)軟件是集門鎖的監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理與一體，并通過群控或組控實現(xiàn)對不同的監(jiān)控終端進行控制的系統(tǒng)軟件。具有數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)采集、報警處理、報表打印、圖形人機界面、系統(tǒng)安全性控制、自動巡測終端、報警及多種時間表等眾多功能。

界面采用多樣化設(shè)計，可以滿足電腦、手機、平板等多種終端使用，滿足用戶不同的需求。

四、可靠性

本系統(tǒng)需要較高的系統(tǒng)安全保障和穩(wěn)定性。安全保障主要是防止來自系統(tǒng)內(nèi)外的有意和無意的破環(huán)，網(wǎng)絡(luò)安全防護措施包括信道加密、信源加密、登錄防護、訪問防護、接入防護、防火墻等。穩(wěn)定是指系統(tǒng)能夠7×24小時不間斷運行，即使出現(xiàn)硬件和軟件故障，系統(tǒng)也不能中斷運行。

數(shù)據(jù)中心通過公網(wǎng)使用https接入物聯(lián)網(wǎng)平臺，從認證到數(shù)據(jù)傳送整個過程得到了加密保護，安全性比較高，可充分保障速度和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。

五、總結(jié)

隨著NB-IoT系統(tǒng)技術(shù)的成熟，“底層芯片—模組—終端—運營商—應(yīng)用”的完整產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)初具形態(tài)，廣域覆蓋優(yōu)勢凸顯，NB-IoT的進軍是迎接行業(yè)技術(shù)新變革的積極部署，也是在尋求為用戶打造更好的智能鎖這條路上邁出的堅定腳步。