物联网发展新技术与应用新机遇
1.窄带物联网的出现，改变了物联网的应用
你看这个三角形的图，最上面是视频监控物联网的应用，大概需要10Mbps以上的速率；智能家居、机器到机器（M2M)等应用的速率要求大概是1Mbps以下；而剩下60%的物联网应用，要靠低速率（<100Kbps）的低功耗广域网。
一般来讲视频监控要用光纤；中速率的可能用2G、3G；使用WIFI和蓝牙的物联网因为功率比较低，传输距离比较短，大多只适用于室内，通过手机和网关，耗电也比较大。60%左右的应用是广域的物联网。低容量的传感器如果用移动通讯的网络就太过浪费，因为移动通讯的网络本来就不是为了这些用途的，所以很难满足低功耗的要求。因此目前接入到运营商网络的物联网终端仅有6%。我们认为如果用运营商的网络，就可以实现整个城市一个网，窄带物联网就是这样出来的。
2014年5月立项；2015年由华为和高通提出窄带蜂窝的IoT方案；到15年9月中兴、爱立信提出窄带融合；今年12月份才把技术方案讨论出来，然后今年6月16号在韩国的釜山通过了窄带IoT的核心标准。
NB-IoT是基于授权频段的低功耗技术，除此之外还有非许可频段的技术：一个叫Sigfox，一个叫LoRa。NB-IoT之所以没有选择非许可频段，是因为他有比较多的干扰。用了许可频段的好处是直接可以部署在运营商现有的2G/3G/4G网络，与现有网兼容。NB-IoT目前定义了上下行频分（FDD）的方式，但为了减少干扰，适用半双工模式。
它有三种运营模式，一种是独立的在运营商的网络外面重做；第二种是在LTE的保护带上，实际上它主要的原理是上行是采用OFDMA，前后保留10kHz的保护带，它有两种子载波间隔，一种是3.75kHz的，另一种是间隔15kHz的；第三种是带内模式：可利用LTE载波中间的任何资源块。
它有几个大特点：
一个是广覆盖：NB-IoT技术能实现比GSM好20dB以上的覆盖增益，覆盖面积扩大100倍，在地下车库、地下管道也能覆盖到。
上行工具谱密度增益17dB(NB-IoT的200mw/3.75kHz相比2G/3G/LTE的200mw/180kHz）
2-16倍的重传机制增益3-12dB（付出时延代价，10s，但业务允许）
编译码增益3-4dB
二是大连接：NB-IoT单扇区支持5万个连接，比现往高50倍（2G/3G/4G分别是14/128/1200），目前全球有约500万个物理站点，假设全部署NB-IoT，每站点三扇区可接入的物联网终端数将达4500亿个。
窄带技术：上行等效功率36信道*23dBm，提升信道容量
减少空口信令开销，提升频谱效率
基站优化：独立的准入拥塞控制与终端上下文信息存储
核心网优化：终端上下文存储与下行数据缓存
三是低功耗：NB-IoT终端如每天发送一次200Byte报文，AA电池待机时间10年
单次的速传时间缩短了
终端99%的时间都工作在节能模式(PSM)，这个节能模式和手机的节能模式不一样，终端仍然注册在网，但信令不可达。终端处于深度睡眠，99%的时间终端的功耗只有15微瓦。它的睡眠的时间比较长，能减少终端监听网络的频度。
因为物联网不像手机那么位置变化那么快，所以移动性的管理可以简化。
四是是低成本：目前单个模块做出来的成本不会超过5美元，目标是要做到1美元左右。
180kHz窄带，降低芯片复杂度；
简化协议栈（500Byte），减少片内Flash/RAM；
低采样率
单天线、半双工，射频成本低；
峰均比低，单片SOC内置23dBm发射功率的功效。
我刚才说了，上周3GPP已经在韩国的釜山会议上冻结了NB-IoT核心协议标准。今年5月30号，中兴通讯携手中国移动在实验室率先完全严格遵循NB-IoT标准协议的技术验证演示，华为针对物联网推出了LiteOS操作系统。工信部今年4月份召开了窄带IoT的工作推进会，要求年底建设基于标准NB-IoT的规模外场试验。中国联通今年将在超过5个城市启动基于窄带IoT的实验，这5个城市包括上海，还包括上海的迪士尼乐园。2018年要全面推进，预计今年年底全球50家主流运营商都将会支持NB-IoT。市场研究公司预测窄带IoT未来将覆盖物联网连接的四分之一。到2020年M2M设备可达到70亿个连接数。
窄带物联网可以应用到什么领域呢？智慧城市，在远程抄表、智能停车、智能路灯、环境监测、智慧农业、畜牧养殖灌溉、智能垃圾箱等领域。具备资产跟踪、智能追踪、超距告警、电子所控制等功能。惠普2013年起在其卖的打印机里头嵌入了无线传感器，它主要用来监视墨水使用情况并自动触发记录，减少了客户抱怨，会节省成本50%。
关于NB-IoT和LoRa等其它低功耗广域技术的关系
iot101君：在未来，NB-IoT和LoRa等其它低功耗广域技术将会是怎样的一种关系？
邬贺铨院士：网上有一些议论，说NB-IoT出来了，可能LoRa啊，Sigfox就没有机会了，我认为呢，NB-IoT首先的一个优点是他是基于许可频谱，干扰比较少，而且他是运营商比较愿意采取的一种办法，因为他不需要单独建网，运营商可以介入甚至主导，真正广域范围内的应用他可能具有优势。目前虽然计划今年年底芯片可以出来，运营商可以带头先做一些，但是真正大规模商用还需要一定的时间。另外他现在只有FDD的标准，他还没有TDD的标准，所以中国移动还得等待一段时间。
所以，LoRa这些技术目前还有机会。在未来，即便NB-IoT出来了，那么LoRa他现在已经进入到一些传统的产业中，这些传统的产业不一定非要放到运营商的网上，他可能愿意独立建网。那么这种对LoRa肯定是有利的，很多大企业他不想落在运营商那边。
如果NB-IoT出来，他肯定会分走LoRa原先想象的一部分市场，但目前来看，他很难进入到传统行业中一些独立的应用里。当然如果一些企业愿意接入运营商，他也是可以用NB-IoT的，事实是很多企业他肯定不愿意。
iot101君：也就是说，NB-IoT适用于运营级市场，LoRa更适合企业级市场。
邬贺铨院士：是这样的。
关于LPWAN技术商用
iot101君：因为这种技术毕竟功耗低，速率低，在商用过程中不能用以前的流量计费模式，那么运营商和非运营商会采取怎样新的计费方式呢？
邬贺铨院士：他连接的不是人，所以肯定不能按照人那样按流量来收费，他可能采用一种包月的模式：比如说一个小区，里面一千户都有水表，都要连到网上，那我打个包，你这一千户，你这物业一个月给我多少钱。他不可能一个终端一个终端收费的，他收的过来吗？对运营商来说，他这样也不至于把他的流量计算到他的UP里头，如果敢把水表电表都算成一个终端，那完了，别的终端一个月几十块到几百块，你这个终端一个月几毛钱，他肯定不能这样加进去的。
其他企业也会采用一种办法，像LoRa，我建网，建好了整个卖给你，你企业自己运营，自己管，这样就是作为供应商做一次性买卖；还有一种是我帮你建，然后我帮你提供后面的分析服务，包括大数据，然后我收取服务费，这也是一种模式。
2.车联网和网联车
汽车就是物联网节点，汽车就是一个复杂的电子系统：一辆汽车有十多个CPU，有700G的储存器，有上百个电控单元，汽车电子系统占汽车成本的30%到60%。未来汽车的创新80%会来自汽车电子。
关于车联网的通讯标准，过去有LTE-V，它采用CSMA/CA，类似我们的以太网。汽车用这个进行娱乐通讯没有问题，但是考虑到汽车安全的这肯定是不行的。所以现在提出基于4G的LTE技术，今年可以完成标准化。它在有基站可能利用的情况下，可以实现车到车的通讯。在没有基站的情况下，它可以用D2D，汽车到汽车，实现车到车、车到路的通讯。
车联网有什么频率？
一个汽车里面是调频的，不停车收费一般都用5.8到5.9GHz，短距离通讯也是这个频率。作为传感器检测的雷达可能更高一点，二十几GHz到七十几GHz。底下的图是美国和欧盟用于车联网的不同通信，有用在服务的，有用在控制的，有用在车到路的。
我们都知道特斯拉做的电动车很好，但是特斯拉汽车做得好吗？不一定，很难说特斯拉的汽车做得比别人好。特斯拉电池做得好吗？特斯拉电池是从松下公司买的笔记本电脑的电池。电池最大的问题是串并联，特斯拉的本事在每个电池组都装了传感器，并且设计了软件，监控电池组的电压。自动调节每个电池组的电量，保证每个电池组瞬时的电压是一样的，这样能把电压并联在一起。我们国产车在这点上还有差距。特斯拉还做了什么？一个充电桩去充电时间很长，特斯拉做到把电池做在车底下，抽提式的，把电池拿出来就够了。现在国外不用这样的，把充电线接在马路上，全部马路都是充电桩，这样一来简化了充电。靠马路底下充电，不需要用物联网监视的。
Google也申请了做汽车，Google并不是真的做汽车，他是把传感器、导航系统、数字地图、实时街景、大数据装在汽车里头了。Google获得了美国内华达州001号无人驾驶的牌照，我们看看Google的无人驾驶。Google在两个月前，Google无人驾驶蹭了一辆大客车，因为它的软件设计认为所有上路的汽车都遵守交通规则。马路上有几辆车有人驾驶的，还是不一定安全。你不追尾别人，不能保证别人不追尾你。而且街景准确度要做到到厘米量级。我们中国发生过救护车把别人拉到路上，没有拉到医院，因为路段堵了。
麻省理工大学把2015年的10大科技，其中车联网是第3位。现在大规模车联网成为5G的三大应用场景之一，2G是TDMA的时分多址，3G是把频率时间、空间的因素应用起来；现在中国的4G刚刚开始，用户不到一半，现在5G都来了。5G跟4G比，用户体验提高10倍，移动性提高1倍，无线接口提高10%。现在中国的5G要求是2020年商用。东京奥运会5G要商用，韩国提出来2018年韩国要开冬奥会，5G商用。中国市商委提出中国2020年5G商用。
3.物联网支撑工业4.0/产业互联网与“互联网+”
在美国，你花2.9美元从苹果商店下个软件，然后把手机装到肚子上，往肚子上一扫，就可以预测癌症的早期。
比如说你到俄罗斯去旅游，会俄文的不多，你用手机上的APP，扫一下指示牌，你让它翻成俄文就俄文，翻成英文就英文。
还有百度的眼镜，当你走在马路上，看见前面的女孩身上的包包很好看。你隔空画一个圈，通过无线信号就能告诉你，这个包是什么型号，什么品牌，在什么商店可以买。
对于瞎子怎么办？很多书不能凹凸不平，屏幕更不能凹凸不平。可以戴个指环，它可以扫描这个字，上传到云端。
我们看一下视频（播放视频）手机跟物联网的结合，手机变成人的眼睛了，当然还可以识别假币。
还有你在商店买东西，穿件红裙子，你可以想象穿蓝裙子是不是更好？你不见得要真的去换，你可以用物联网虚拟去换。
比如说这个人想修汽车，戴上VR的眼镜，就可以看到怎么修汽车。它告诉你第一步是怎么样，你按照它做就行了。这里边这是一种虚拟现实，把手机挂在胸前，投影到外边，外边有个虚拟的屏幕，你可以通过手指的移动，一边走一边玩游戏都可以。
现在无人机、机器人也非常热，我们看一下机器人。机器人打球，这是三个无人机，无人机的协同是比较难的，它需要用到物联网、GPS和定位技术。我们交通用到物联网，每个路口都有很多摄像头。传统的是把这些摄像头连到交管中心的显示屏上，需要利用大数据、可视化的协同。不同时间显示不同的交通状况，有延伸，事故、临时交通管制等等，实时地发到驾驶员和行人手上。
我们现在汽车生产线都是非常自动化的，用了很多物联网。实际上德国的工业4.0不仅是自动化，它从供应链到多用户的自动化生产部分。这里面工业4.0的很重要的技术都是物联网。
我们现在提工业4.0，1.0是机械化，2.0是电动化，3.0是自动化，4.0是智能化。它是是智能机器加先进分析工具，实现人机交互。IoT、物联网是中国物联网的核心。
物联网是两化融合的切入点，物联网产生大数据，物联网与移动互联网、云计算、大数据相伴发展，物联网成为大智移云时代的重要支柱。物联网是产业互联网的核心技术，推动实现信息、物理系统融合。窄带物联网、车联网和产业互联网等新技术将扩展物联网的应用。人们感觉不到物联网的存在，但它时刻影响人们的体验。要抓住物联网发展的机遇，建设感知中国和智慧中国！