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IUV NB IoT虚拟仿真教学系统在物联网应用技术课程中的应用.pdf
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1、 TECHNOLOGY AND INFORMATION教育与信息化154 科学与信息化2023年10月上IUV NB IoT虚拟仿真教学系统在物联网应用技术课程中的应用崔景1 朱彤21.襄阳汽车职业技术学院 湖北 襄阳 441000;2.深圳市艾优威科技有限公司 广东 深圳 518000摘 要 NB-IoT(即窄带物联网技术)是物联网应用技术专业的一门专业核心课程,在低速物联网领域,NB-IoT作为一个新制式,在成本、覆盖、功耗、连接数等技术上都做到了极致。襄阳市高职院校在人才培养过程中存在一些问题,如实验实训设备短缺、物联网人才需求量大等,针对这些问题,学校将IUV-NB-IoT仿真软件应用
2、在教学中,并在实践及应用中较好地解决了物联网应用专业教学中存在的问题。关键词 NB-IoT;虚拟仿真教学;物联网Application of IUV NB IoT Virtual Simulation Teaching System in Internet of Things Application Technology CourseCui Jing1,Zhu Tong21.Xiangyang Auto Vocational Technical College,Xiangyang 441000,Hubei Province,China;2.Shenzhen IUV Technology Co.
3、,Ltd.,Shenzhen 518000,Guangdong Province,ChinaAbstract NB-IoT(Narrowband Internet of Things Technology)is a professional core course of Internet of Things application technology.As a new pattern,NB-IoT has achieved the extreme in cost,coverage,power consumption,connection number and other technologi
4、es in the field of low-speed Internet of Things.The vocational colleges in Xiangyanghave some problems in the process of talent training,such as the shortage of experimental training equipment and the large demand for Internet of Things talents.In view of these problems,the colleges apply IUV-NB-IoT
5、 simulation software in teaching,and solve the problems in the professional teaching of Internet of Things applications in practice and application.Key words NB-IoT;virtual simulation teaching;Internet of Things引言随着物联网应用技术的大范围铺开,对NB IoT技术的需求也日益增多,由于其低功耗、低成本、信号连接强、高覆盖的特点,以襄阳水务局为例,在未部署NB智能水表时经常出现更换水表难
6、、测量结果不准等情况,但是在2018年开始逐步更换NB智能水表后,测量员不需要下水井度数,而是直接通过NB芯片连接手机或者读数器抄送数据,比昏暗条件下人工读数更精准,且因为NB技术功耗小,一个满电状态的水表能够使用20年以上1。1 NB-IoT技术特点及应用场景NB-IoT技术具备以下4个特点。1.1 低功耗低功耗是物联网应用的一个重要指标,特别是对于不能频繁更换电池的设备和情况。NB-IoT物联网专注于小数据量和低速率的应用,因此NB-IoT物联网设备的功耗可以非常小,设备的电池寿命可以从几个月到几年显著提高。1.2 低成本NB-IoT不需要新的网络,射频和天线基本上都是重复使用的。以中国移
7、动为例,900MHz的频段相对较宽。直接同时部署LTE和NB-IoT,只需要清理部分2G频段。低速率、低功耗和低带宽也赋予了NB-IoT物联网芯片和模块低成本的优势。1.3 强链接NB-IoT具有强大的室内覆盖和强度,比4G移动提供了20dB的增益,相当于覆盖区域能力增加了100倍。既能满足农村地区大覆盖的需求,又能适用于工厂、地下车库、井盖等对覆盖深度有要求的应用。以井盖监控为例。过去,GPRS需要天线,很容易被车辆损坏。然而,只要合理部署,NB-IoT是可以 TECHNOLOGY AND INFORMATION教育与信息化科学与信息化2023年10月上 155解决这个问题的。1.4 高覆盖
8、 NB-IoT具有很强的室内覆盖能力,与LTE相比增益提高了20dB,相当于覆盖面积能力的100倍。既能满足农村地区大覆盖的需求,又能适用于工厂、地下车库、井盖等对覆盖深度有要求的应用。以井盖监控为例。过去GPRS需要天线,很容易被车辆损坏。然而,只要合理部署,NB-IoT是可以解决这个问题的。同时该技术已被广泛应用于公共事业、医疗健康、智慧城市、消费者、农业环境、物流仓储、智能楼宇、制造行业等八大典型行业。2 NB-IoT技术课程设计及要求NB-IoT技术授课一般以理论+实操的一体化教学为主,理论约占比40%、实操约占比60%。理论部分一般需要讲解该技术的诞生及需求背景、技术特点、网络架构、
9、空口协议、物理信号及物理信道、信令流程。在理论部分中可以通过课本教材+PPT教案的搭配授课可以使学生理解上述内容。实操部分则更偏向于架构拓扑、容量计算、网络规划、设备配置、数据配置、开通优化等内容。而实操部分则需要实训或试验场景的加持,特别是模拟真实场景的部分则更需要用实物或仿真为学生指出如何设计、如何配置、如何优化,否则学生很难通过课本和PPT教案了解其内涵。3 基于IUVNBIoT虚拟仿真系统的课程设计及案例在部署IUV NB IoT虚拟仿真后可以解决六个实操方向的问题:架构拓扑、容量计算、网络规划、设备配置、数据配置、开通优化。教学案例:汽车职院NB物联网项目为襄阳市的NB基站建设项目,
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