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专网物联网在应急领域的创新应用

更新时间:2019-12-18 14:05:44 大小:2M 上传用户:xiaohei1810查看TA发布的资源 标签:物联网 下载积分:1分 评价赚积分 (如何评价?) 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

近年来,随着物联网的发展与普及,聚焦于行业用户,针对物联网需求而产生的专网物联网(P-IoT)技术逐渐发展起来.首先对P-IoT的技术体制、关键性能做简要介绍,在此基础上,重点分析了P-IoT在应急领域中三种典型场景下的创新应用,最后对未来物联网的创新应用方向进行了展望.

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“专网通信题  
专网物联网在应急领域的创新应用  
*
孙鹏飞1,于洋2 ,王英男2,朴巍2  
(1.哈尔滨工业大学通信技术研究所,黑龙江 哈尔滨 150080;  
2.海能达通信股份有限公司,广东 深圳 518057)  
【摘 要】  
【关键词】  
近年来,随着物联网的发展与普及,聚焦于行业用户,针对物联网需求而产生的专网物联网(P-IoT)技  
术逐渐发展起来。首先对P-IoT技术体制、关键性能做简要介绍,在此基础上,重点分析了P-IoT应  
急领域中三种典型场景下的创新应用,最后对未来物联网的创新应用方向进行了展望。  
物联网;专网物联网;应急通信;无线自组网  
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doi:10.3969/j.issn.1006-1010.2019.03.003  
文献标志码:A 文章编号:1006-1010(2019)03-0012-06  
引用格式:孙鹏飞,于洋,王英男,等. 专网物联网在应急领域的创新应用[J]. 移动通信, 2019,43(3): 12-17.  
中图分类号:TN929.5  
OSID  
与作者交流  
InnovativeApplication of Private-Internet of Things in Emergency Field  
SUN Pengfei1, YU Yang2, WANG Yingnan2, PIAO Wei2  
(1. Communication Research Center, Harbin Institute of Technology, Harbin 150080, China;  
2. Hytera Communications Corporation Limited, Shenzhen 518057, China)  
[Abstract]  
In recent years, with the development and popularization of Internet of Things (IoT), the Private Internet of Things  
(P-IoT), which focuses on industry users' demands for IoT, is an emerging technology. Firstly, the technical system  
and key performance of P-IoT are briefly introduced. On above basis, the innovative applications of P-IoT in three  
typical scenarios in emergency field are analyzed emphatically. Finally, the future direction of IoT innovative  
applications is prospected.  
[Key words]  
Internet of Things; private Internet of Things; emergency communications; ad hoc networks  
NB-IoT[2]Narrow Band Internet of Things,窄带物  
联网)、LoRa[3]Sigfox[4]等在不断发展的同时,聚焦  
1 引言  
在刚刚过去的2018年,IoTInternet of Things,  
物联网)行业发展态势非常好。不论是国外的亚马  
逊、谷歌、微软,还是国内的阿里集团、腾讯、百  
度,各大IT头纷纷布局物联网,重磅动作连续不  
断。据IDC测:2019全球IoT出将达到7 450  
亿美元,并在20192022间保持两位数的年增长  
率,在2022年超过1万亿美元大关[1]。主流IoT技术如  
于行业用户对物联网安全性、可靠性、QoSQuality  
of Service服务质量)等特殊需求而产生的P-IoT  
Private-Internet of Things,专网物联网)技术悄然  
兴起,并在公安、司法、应急、工商业等多个垂直领  
域落地应用[5]  
另一方面,我国于去年成立了应急管理部。在新  
的大应急体制下,不论是安监、消防、森防,还是抗  
震抢险、抗旱防涝、防灾救灾,无不密切关系着国家  
和人民群众的生命财产安全[6]当前,应急行业用户  
*通信作者  
收稿日期:2019-01-25  
12  
2019年 第3 期  
万方数据  
“专网通信题  
通过整合多种感知手段及对物联网等感知数据加以汇  
聚分析,以支撑应急领域中的监测预警、评估监管等  
多种业务的开展。技术不断演进的同时,行业用户面  
临的问题日趋综合化、复杂化,其对物联网可靠性、  
实时性等特殊需求仅仅依靠主流IoT技术无法完美解决  
所有问题。因此,需要满足应急行业用户物联网需求  
P-IoT技术以解决行业痛点。本文接下来将重点探讨  
P-IoT技术在应急领域中开展的典型创新应用。  
覆盖能力、终端能耗、系统容量等,P-IoT也极具技术  
竞争力。在自主可控、平滑扩展、业务兼容、标准国  
际化等方面,P-IoT也具备一定的优势[5]  
3 P-IoT在应急领域的创新应用  
针对应急领域中物联网的三种典型应用场景,以  
下将分别分析各类场景的特点,并结合场景特点对多  
IoT术的适用性做横向对比。在此基础上,重点  
分析P-IoT术在各类场景中的创新应用与实际落地  
情况。  
2 P-IoT概述  
P-IoT术是一种基于专网移动通信VHFVery  
Hi g h Fre que n c y 高 频) 和 UHFUl t ra Hi g h  
Frequency,特高频)授权频谱,具备高、中、低速多  
种数据传输能力的低功耗物联网技术。P-IoT是专用数  
字集群通信系统的增值性服务,在满足用户语音刚需  
的基础上,为用户在物联网方面的拓展性应用提供解  
决方案。  
3.1 石油化工场景应用  
石油化工场景下的物联网应用一般具有以下特点:  
1)多数坐落于城镇区域,无线电磁环境复杂,  
需要系统具有较高的可靠性;  
2)物联网监测点位数量较多,且分布较为集中;  
3)对于特殊监测预警信息,如消防设施状态  
告警、可燃气体告警等关键数据,需保证业务的及  
时性;  
首先,P-IoT保证行业用户对网络的高可靠性  
需求。P-IoT因其自身专网的特点,可做到网络自主可  
控。如在应急领域,当重特大灾害发生时,因专网物  
联网的专网专用特性,使P-IoT能够满足应急用户抢险  
救灾的实战需求。同时,P-IoT作于专用的授权频  
段,不易产生相互干扰,关键数据在较理想信道条件  
4)行业用户所能承受的建设与运营成本较低;  
5)存在语音通信与物联网管理的双重需求。  
在石油化工场景下,如采用非授权频段的LoRa系  
统,其易受复杂无线电磁环境干扰,系统可靠性偏低[8]。  
对于公网属性的NB-IoT,在网络规划时会更多地侧重  
于网络数据吞吐量和覆盖范围之间的折中[9]因此即  
使现场原有公网覆盖,当面对此类集中大规模的物联  
网应用时,通常也需要对原网络进行优化升级,同样  
存在较大投入的建网成本。另外不容忽视的一点是:  
NB-IoT针对每节点收取月租费用,较不适合此类点位  
密集型场景应用,其运营成本过于高昂。  
下传输,数据可靠性可得到充分保证[7]  
其次,P-IoT技术可为行业用户的关键业务提供高  
及时性的QoS保障。P-IoT技术专网的特征决定了它不  
会像公网物联网技术一样侧重于网络的公平性,其更  
聚焦于如何将关键数据设成高优先级业务等级并提供  
专用的业务信道等保障措施加以保护,时延可达百毫  
秒级,保证了应急领域监测预警应用对关键数据传输  
的及时性要求。  
在可靠性方面,P-IoT部署在专用授权频段,日常  
工作几乎不会受到非恶意攻击性的无线电磁干扰,系  
统可靠性较高。在定制化建网方面,专网的一大特点  
在于专网专建,因此,可根据应急行业用户的实际点  
位需求进行网络部署。在建设成本方面,P-IoT系统具  
有可媲美专用数字集群系统的覆盖能力,其基站可与  
专用数字集群系统基站共址建设,在节约大量建设成  
本的同时,也满足了行业用户对语音通信与集群调度的  
需求。在运维成本方面,专网一次性收取建网及服务等  
再次,P-IoT可保证行业用户对网络的高安全性需  
求。由于专网基础设施私有,与NB-IoT等公网物联网  
相比,P-IoT具有天然的物理隔离特性。同时通过空口  
加密、链路加密、端到端加密等多种加密方式,P-IoT  
可实现专网用户对物联网数据不同安全等级的差异化  
需求。  
此外,对于衡量物联网技术优劣的关键指标,如  
13  
2019年 第3 期  
万方数据  

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