導(dǎo)讀:2G物聯(lián)網(wǎng)的未來:跳過4G,直接到5G(NB-IoT)
2G手機(jī),已經(jīng)被淘汰了很多年了,但是如今在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中應(yīng)用非常廣泛??梢苿?dòng)的戶外的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品中,2G占據(jù)了一大半的份額。
硬件工程師和智能硬件開發(fā)者,都已對2G模塊熟爛在心了。
2G通信是什么
2G,主要是GSM和GPRS網(wǎng)絡(luò)。是10年前的主流手機(jī)網(wǎng)絡(luò)。那個(gè)年代的手機(jī),只能打打電話,發(fā)發(fā)短信,上一下純文字的wap網(wǎng)頁。
那個(gè)年代,還是諾基亞、摩托羅拉的霸主時(shí)代,但轉(zhuǎn)瞬間被3G、4G時(shí)代的蘋果和三星打敗。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)手機(jī),徹底淘汰了電話手機(jī)。
10年前的手機(jī),早已沒有人使用了,但是這些產(chǎn)品依然活躍在我們周圍,成為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的絕對主力通信手段。
舊瓶裝新酒
雖然2G技術(shù)是很老的技術(shù)了,也已經(jīng)在手機(jī)上被淘汰,但是如今在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中如日中天。
兒童手表:定位和語音對講,均使用2G網(wǎng)絡(luò)
共享單車:摩拜的開鎖和ofo的密碼更新,都使用2G
定位器:通過GPS和LBS定位,然后通過2G回傳給服務(wù)器
移動(dòng)POS機(jī):刷卡信息、付款信息等,均通過2G網(wǎng)絡(luò)傳輸
2G通信模塊主要功能:
數(shù)據(jù)傳輸
設(shè)備通過2G網(wǎng)絡(luò)中的GPRS和服務(wù)器之間相互傳輸數(shù)據(jù)。GPRS網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際傳輸速度約10KB/s,用來傳輸控制指令、狀態(tài)信息、低碼率語音等小數(shù)據(jù)。
例如上面講的移動(dòng)pos機(jī), 每次刷卡支付的數(shù)據(jù)量很小,GPRS網(wǎng)絡(luò)也足夠使用。像定位器和單車這樣的產(chǎn)品,每次和服務(wù)器之間溝通的內(nèi)容僅僅是地理位置信息,數(shù)據(jù)量連1K都不到,2G這樣的低速網(wǎng)絡(luò)也足夠用了。
定位
2G網(wǎng)絡(luò),可以通過基站做精度不高的LBS定位,市區(qū)可以精確到100米級別,能夠大致判斷設(shè)備的位置。
例如廣電的上一代直播星,就是通過內(nèi)置2G模塊的LBS定位,來判斷衛(wèi)星接收終端是否處在農(nóng)村地區(qū),如果終端接收到了農(nóng)村地區(qū)的基站信號,才允許播放電視。
某些2G模塊,內(nèi)置了GPS接收機(jī),可以直接用來做GPS+GPRS的“定位+上報(bào)”的功能。
通話和短信息
2G模塊,都來源于以前的2G手機(jī)的技術(shù),手機(jī)能干的事情,模塊也能干。所以模塊也可以用來打電話和發(fā)短信。大部分模塊都支持這兩個(gè)功能。
不過實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候,用到這兩個(gè)功能的產(chǎn)品比較少。
2G通信的特點(diǎn)
2G通信之所以在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品中應(yīng)用這么廣泛,使用量遠(yuǎn)大于3G和4G傳輸,主要是因?yàn)橐韵乱恍┨攸c(diǎn):
傳輸距離遠(yuǎn)
只要有2G手機(jī)信號的地方,2G數(shù)據(jù)就可以傳輸。這個(gè)距離和覆蓋率,遠(yuǎn)超過了WIFI和藍(lán)牙的幾十米級別。
硬件便宜
一個(gè)2G模塊只需要20-30塊,而3G和4G模塊至少要100多塊。3G4G相對2G的網(wǎng)速優(yōu)勢,在一般場景中使用不到,所以物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品普遍使用2G模塊而不是3G和4G。
這主要是因?yàn)?G模塊使用的主要元器件,都是
資費(fèi)便宜
移動(dòng)和聯(lián)通均推出了專用的物聯(lián)網(wǎng)卡,一個(gè)月最低只需要1塊錢,資費(fèi)遠(yuǎn)比4G便宜的多。很適合大批量的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備使用。
使用簡單
硬件設(shè)計(jì)的時(shí)候,一個(gè)UART接口,配上兩三個(gè)復(fù)位和喚醒的GPIO即可使用。軟件通過簡單的AT指令控制,你告訴它往什么地址發(fā)什么數(shù)據(jù),然后就不用管了。
軟硬件使用都非常簡單,很適合“單片機(jī)+2G模塊”架構(gòu)的快速開發(fā)。
速度很慢
受限于運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)限制,當(dāng)前2G傳輸?shù)钠骄俣炔怀^10kB/s,相比4G的100Mbps慢的多。
不過如果只上傳個(gè)電量信息,下發(fā)個(gè)開鎖指令,數(shù)據(jù)量這么小,用2G都綽綽有余了。速度慢并不算什么問題。
功耗很大
工作功耗大:2G網(wǎng)絡(luò)最大工作電流可達(dá)2A,對于硬件設(shè)計(jì)的供電要求比較高。
待機(jī)功耗大:在網(wǎng)待機(jī)功耗超過2mA,2000mAh的鋰電池,只能待機(jī)一個(gè)多月。
(以上電流數(shù)據(jù)均以3.7V鋰電池為基準(zhǔn))
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