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泛在物联网 LPWAN的下一个十年


发布时间: 2021-10-18

  过去十年,新一轮科技革命和产业革命正在重塑全球经济结构:科学技术加速应用到社会经济领域,以物联网技术、人工智能、大数据为代表的新一轮科技发展来到了一个新周期的起点,从人与人的连接到物与物的连接、从物质生产要素到数据要素、从现实世界到数字孪生,数字世界已全面到来,物联网革命蓄势待发。

  目前,人工智能(AI)、云计算、大数据、区块链、边缘计算等一系列新的技术不断地注入物联网领域,技术融合使得物联网在工业、能源、交通、医疗、新零售等领域不断普及,广域网和短距离通信技术的不断应用,也推动着更多的传感器设备将数百亿物体接入到数字世界中。

  但技术实现连接之后,应用落地成为了难题。现有的蜂窝通信技术LPWAN (CAT.M, NB-IoT, 和LoRa)等仍存在功耗、尺寸、成本等局限,物联网的落地成本经常超过业务场景的关联价值,如终端产品高达几百元至上千元不等,而被监测的物体价值多在100至300元内。物联网技术应用成本不能足够下沉,便难以覆盖更基础的泛在物联场景,物联技术的价值便不能完全被挖掘。新一波的物联网发展,急需LPWAN2.0 - 一个极简、极智、性价比极高的物联网技术/产品/方案,从而实现物联网基础设施泛在部署。

  我们认为未来十年,具体如下特征的新兴泛在物联技术和其构建的基础设施,将使得物联网技术应用更加广泛深入各行各业和人们的生活,给大家带来一个智能和连接无处不在的高科技生活图谱。

  泛在物联网将依托下一代更先进的物联网连接技术:一方面,IoT连接成本、功耗和尺寸将大大降低,通过无感部署进行低成本物联应用,另一方面,泛在物联基础设施提供的连接不只是信息媒介,还将具有智能端侧信号处理和压缩,进而构建物理世界与数字世界连接的神经中枢,开启万物感知,万物互联,万物智能的时代。

  泛在物联基础设施将借助端到端AI和机器学习实现定制优化和智慧运维,同时,融合通信计算与感知能力,从网络虚拟化的集中智能,向分布式网络泛在智能转变,通过深度边缘智能的分布式机器学习架构,满足智能无处不在的需求。

  泛在物联基础设施将融合连接、感知、计算和智能等多种能力,数据及由其产生的知识和由其驱动的智能将成为推动网络架构变革的核心力量,并提供端到端可信架构,包括支撑数据合规、变现的新型数据治理架构、先进的隐私保护技术等。

  未来,泛在物联基础设施将通过无处不在的信号覆盖,提供环保且可随便抛弃的低成本终端,提供更下沉,真正连接万物的智能数据采集和分析服务。

  作为新一代LPWAN技术,朝着泛在物联的愿景,ZETA推出“LPWAN2.0”应用场景,通过技术持续演进,以实现更低成本、更低功耗、更智能的网络:

  未来,ZETA将采用64阶FSK或者更高阶的ZETA Advanced M-FSK芯片和配套的软件无线电基站,以及更创新的接收技术,实现支持-160dbm的接收灵敏度,使得ZETA的标签产品都能实现数十公里的通信距离,并可通过城域物联专网基站或者低轨道卫星接入互联网。

  与此同时,ZETA芯片/终端的成本、功耗可按照环保可抛弃物联网的愿景进一步降低,并保持优异的可扩展性,最高支持1Mbps的通信速率,实现仅用一颗芯片即可支撑不同行业不同场景的通信速率和覆盖范围需求。按照上图的”泛在物联”技术路线图,ZETA将通过持续的技术迭代大幅降低布网、芯片、模组、产品等全链成本,将物联应用下沉到各个细分场景,助力各行各业实现智能化、智慧化。

  ZETA网关可以部署在各类基础设施上,从车载设备、通信铁塔到卫星载荷,依托其覆盖范围广、灵活部署、超低功耗、超高精度和不易受地面灾害影响等特点,可实现在沙漠、深海、高山等现有网络盲区的快速部署,实现全域泛在的多维度物联网信号覆盖。

  ZETA车载网关(模组)可与T-BOX, OBD等车载设备相结合,成为车联网的基础设施,除了定位、车辆数据采集之外,车载网关还可以和货车上的货物进行捆绑联动,实现零担、B端物流的轨迹、温度、压力、打开报警等数据采集,助力实现供应链的可视化。未来,依托于移动网关,ZETA还将接入物流货车、车载无人机等移动设施,实现车路协同的无人驾驶,赋能数字社会发展。

  ZETA 通信距离远且可靠性高,单跳稳定传输距离达数公里,依托于通用网关,ZETA可部署在路灯、楼宇等城市基础设施之中,比如将路灯的单灯控制器打造成网络接入点,连接道路周围其他物联应用,零成本打造天然的城市物联网。此外,ZETA网关还可通过端智能算法实现智能化控制,实现路灯巡检时延减少到1/10,集中控制器单站容量提高10倍,支持OTA功能降低50%以上的维护成本。未来,ZETA还将在交通、城市基建等各种场景中实现应用。

  基于接近-160dbm的接收灵敏度,ZETA可满足泛在数据采集需求的单向通信模式,搭载ZETA网关的低轨道小卫星可快速实现低成本卫星物联网的全球覆盖,突破因地面基站所不能及而带来的物联网覆盖限制,实现水文监测、大气环境、土地沙漠,各种人迹罕至的地区的长期环境监测;森林防火、地质灾害、水灾旱灾,无人值守等灾害预警和灾情上报;濒危兽类、珍稀鸟类等野生动物的定位监控、生理状态采集;远海水文数据监测、山区牛羊定位管理、农场林场农情监控等,全面覆盖农业管理、工程建筑、海上运输和能源行业等场景。

  纵行科技推出“端计算”智能传感器,通过在传感器侧进行振动、声音、图像等信号的”人工智能压缩“(即依托机理+深度学习/机器学习的特征提起和事件检测),进一步实现“机器智能”的泛在部署。

  TinyML微型机器学习是AI与IoT技术的终极融合,ZETA具有低功耗、长距离等优势,两者的结合进一步降低了通讯功耗和成本,为更多的场景提供物联感知和数据赋能的新途径,实现“更低成本的IoT”和“更高价值的AI”。

  未来,ZETA+TinyML将应用于智能设备中进行更低成本物联感知,并可根据场景进行定制化传输。同时,TinyML as a Service将通过平台的形式提供数据处理、模型训练和验证、模型导出和远程部署等一站式通用服务,解决物联网碎片化的应用场景和智能算法开发门槛高等行业痛点,实现平台与终端的动态交互。

  基于泛在和智能特色,ZETA的应用领域无限广阔,在未来,ZETA也将作为不可或缺的角色应用至智慧城市、数字化供应链、工业物联网生态、农林畜牧监测等场景。

  智慧城市将变成“数字城市”,数百万个物联传感器将被嵌入到城市中的车辆、楼房、工厂、道路、家居和其他环境中,每个场景、每个物体将随时随地可被“城市大脑”所感知。

  物联网络将成为智慧城市群的公共基础设施,作为“低功耗、广覆盖、大连接、低成本”的LPWA技术代表之一,ZETA将与5G等运营商网络一起成为智慧城市运营神经网络重要组成部分之一,并深度融合人工智能(AI)、5G等多种技术,在高效传输、无缝组网、内生安全、大规模部署、自动维护等多个层面得到实际应用, “高低互补”、“需求定制”,全面覆盖所有碎片化物联场景,让城市的每一个物体都能“发声”。

  智慧供应链不再“断链”,供应链的每个节点将成为“数据湖”的一部分,全链打通,真正实现全流程可视、可控,并实现信息流、物流、商流的高效协同。对于“成本”敏感的消费供应链场景,ZETA将持续降低应用落地成本,依托其覆盖范围广、灵活部署、超低功耗、海量接入等特点,打造I oT基础设施底座实现物流要素在线化,助力构建全新数字化供应链生态。

  未来,ZETA将实现工业LPWAN2.0的泛在物联生态体系,通过工业机器、产品、资产等不同场景的数据采集及打通,实现工业产品需求定制、制造生产、交付供应链、物流配送等生命周期的全连接以及决策闭环。

  通过构建“5G+ZETA”感知网络,进行多维数据采集及分析,助力农业园区产生最优化决策,保障农业生产全过程决策数据化、智能化,农业将彻底告别“靠天”吃饭进入智慧农业时代。同时,食品溯源服务将成为标配,市场销售情况将随时反馈到生产端,商流辅助生产计划,实现农业资源的最大化最优利用。

  目前,”5G+ZETA“感知网络已在畜牧、动植物生长、油气管道测试监测等多种场景中实现应用,未来,ZETA还将延伸至海洋生物生长、大气环境等广阔领域,助力环境监测及保护。

  未来,ZETA为代表的LPWAN 2.0技术物联网基础设施将无处不在,连接一切的泛在智能时代即将到来。

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