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物联网,用2G网络就足够了,4G和NB-IOT并没有多少优势-燚智能周教授

简介

2G手机,已经被淘汰了很多年了,但是如今在物联网领域中应用非常广泛。可移动的户外的物联网产品中,2G占据了一大半的份额。 硬件工程师和智能硬件开发者,都已对2G模块熟烂在心了。 2G通信是什么 2G,主要是GSM和GPRS网络。是10年前的主流手机网络。那个年代的手机,只能打打电话,发发短信,上一下纯文字的wap网页。

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2G手机,已经被淘汰了很多年了,但是如今在物联网领域中应用非常广泛。可移动的户外的物联网产品中,2G占据了一大半的份额。

硬件工程师和智能硬件开发者,都已对2G模块熟烂在心了。

2G通信是什么

物联网,用2G网络就足够了,4G和NB-IOT并没有多少优势

印象彩票开户↑图:2G是十几年前的“上古通信技术”

2G,主要是GSM和GPRS网络。是10年前的主流手机网络。那个年代的手机,只能打打电话,发发短信,上一下纯文字的wap网页。

那个年代,还是诺基亚、摩托罗拉的霸主时代,但转瞬间被3G、4G时代的苹果和三星打败。移动互联网手机,彻底淘汰了电话手机。

10年前的手机,早已没有人使用了,但是这些产品依然活跃在我们周围,成为物联网产品的绝对主力通信手段

物联网,用2G网络就足够了,4G和NB-IOT并没有多少优势

(CDMA也是2G网络之一,但在国内网络覆盖较少,在物联网IOT产品应用很少,故本文不多讨论。)

旧瓶装新酒

虽然2G技术是很老的技术了,也已经在手机上被淘汰,但是如今在物联网领域中如日中天

  • 儿童手表

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↑图:儿童手表,定位和语音对讲,均使用2G网络

  • 共享单车

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↑图:共享单车,摩拜的开锁和ofo的密码更新,都使用2G

  • 定位器

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↑图:通过GPS和LBS定位,然后通过2G回传给服务器

  • 移动POS机

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↑图:刷卡信息、付款信息等,均通过2G网络传输


2G通信模块主要功能:

  • 数据传输

设备通过2G网络中的GPRS和服务器之间相互传输数据。GPRS网络的实际传输速度约10KB/s,用来传输控制指令、状态信息、低码率语音等小数据。

例如上面讲的移动pos机, 每次刷卡支付的数据量很小,GPRS网络也足够使用。像定位器和单车这样的产品,每次和服务器之间沟通的内容仅仅是地理位置信息,数据量连1K都不到,2G这样的低速网络也足够用了。

  • 定位

印象彩票开户2G网络,可以通过基站做精度不高的LBS定位,市区可以精确到100米级别,能够大致判断设备的位置。

例如广电的上一代直播星,就是通过内置2G模块的LBS定位,来判断卫星接收终端是否处在农村地区,如果终端接收到了农村地区的基站信号,才允许播放电视。

某些2G模块,内置了GPS接收机,可以直接用来做GPS+GPRS的“定位+上报”的功能。

  • 通话和短信息

2G模块,都来源于以前的2G手机的技术,手机能干的事情,模块也能干。所以模块也可以用来打电话和发短信。大部分模块都支持这两个功能。

不过实际应用的时候,用到这两个功能的产品比较少。


2G通信的特点

物联网,用2G网络就足够了,4G和NB-IOT并没有多少优势

2G通信之所以在物联网产品中应用这么广泛,使用量远大于3G和4G传输,主要是因为以下一些特点:

  • 传输距离远

只要有2G手机信号的地方,2G数据就可以传输。这个距离和覆盖率,远超过了WIFI和蓝牙的几十米级别。

  • 硬件便宜

一个2G模块只需要20-30块,而3G和4G模块至少要100多块。3G4G相对2G的网速优势,在一般场景中使用不到,所以物联网产品普遍使用2G模块而不是3G和4G。

这主要是因为2G模块使用的主要元器件,都是

  • 资费便宜

移动和联通均推出了专用的物联网卡,一个月最低只需要1块钱,资费远比4G便宜的多。很适合大批量的物联网设备使用。

  • 使用简单

硬件设计的时候,一个UART接口,配上两三个复位和唤醒的GPIO即可使用。软件通过简单的AT指令控制,你告诉它往什么地址发什么数据,然后就不用管了。

印象彩票开户软硬件使用都非常简单,很适合“单片机+2G模块”架构的快速开发。

  • 速度很慢

受限于运营商网络限制,当前2G传输的平均速度不超过10kB/s,相比4G的100Mbps慢的多。

不过如果只上传个电量信息,下发个开锁指令,数据量这么小,用2G都绰绰有余了。速度慢并不算什么问题。

  • 功耗很大

印象彩票开户工作功耗大:2G网络最大工作电流可达2A,对于硬件设计的供电要求比较高。

待机功耗大:在网待机功耗超过2mA,2000mAh的锂电池,只能待机一个多月。

(以上电流数据均以3。7V锂电池为基准)


2G物联网的未来:跳过4G,直接到5G(NB-IOT)。

物联网,用2G网络就足够了,4G和NB-IOT并没有多少优势

5G有两个发展方向:速度特别快、速度特别低。

速度特别慢,就是NB-IOT,功耗极低,能够实现比2G低一两个数量级的待机功耗。2G设备做不到一次性电池供电,但是NB-IOT可以轻松实现一节电池使用一两年。

关于NB-IOT模块的使用,我们后续会有专门的文章来讲。

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