中低速物联网业务白皮书.pdf

中国移动物联网产业联盟 | 中国移动通信有限公司研究院 | 中移物联网有限公司 （2020年11月） 中国移动中低速物联网 业务白皮书 中国移动中低速物联网业务 白皮书 前 言 前 言 01 近年来 ， 国家大力推进新基建战略 ， 加快5G、 物联网等新型基础设施建设，推动数字经 济发展。2020年5月7日，工信部下发25号文关于深入推进移动物联网全面发展的通 知，对NB-IoT和LTE Cat.1网络覆盖、模组价格、物联网连接数等提出要求，明确指出 建立NB-IoT、4G和5G协同发展的移动物联网综合生态体系，并要求引导 2G/3G 物联网终 端向NB-IoT和LTE Cat.1逐步迁移。中低速物联网正迎来重大发展机遇，NB-IoT和LTE Cat.1将齐足并驱，承载丰富的物联网应用。 中国移动积极响应国家政策号召，通过加强网络覆盖、提升网络质量、增强终端和平台 核心能力、推动NB-IoT和LTE Cat.1模组价格降低、促进生态建设、完善客服保障等一系 列措施，全面实现中低速网络及服务领先。然而，受限于NB-IoT商用时间不长、LTE Cat.1网络服务刚起步，中低速物联网应用还未能遍地开花。当务之急是加深业界对中低速 物联网业务的认识，加速在垂直行业的应用落地。 我们秉承合作共赢的宗旨，在广泛调研的基础上与产业链上下游合作伙伴共同编写了中 低速物联网业务白皮书。本白皮书以应用为基础，重点梳理了中低速物联网主要特性、典型 业务特点及应用场景、企业应用案例等，并从加强业务研究、补齐产业短板和拓展商业模式 三个方面探讨了产业链深化合作的方向，希望本白皮书能为社会各界深入认识中低速物联网 业务提供有价值的参考。 我们相信，只要大家齐肩并进，定能推动中低速物联网快速发展与成熟，让物联网技术 进一步融入百业、服务大众，开创数字经济新时代。 编写说明 组织单位： 中国移动物联网产业联盟 主编单位： （排名不分先后） 中国移动通信有限公司研究院、中移物联网有限公司 参编单位： （排名不分先后） 中国移动通信有限公司研究院、中移物联网有限公司、华为技术有限公司、联发科技股份 有限公司、北京紫光展锐科技有限公司、翱捷科技股份有限公司、北京北科驿唐科技有限 公司、浙江正泰仪器仪表有限责任公司、深圳猛犸电动科技有限公司、广州致景信息科技 有限公司、鑫美地(成都)科技有限公司、广云物联网科技（广州）有限公司、厦门四信通 信科技有限公司、深圳搜电科技发展有限公司、云码智能（深圳）科技有限公司 编写组成员： （排名不分先后） 中国移动通信有限公司研究院 罗达、李宜铮、范晓晖、肖善鹏 中移物联网有限公司 龚勇、郑康伟、梁小华、潘丽华、孙茂、孙健、邱江、薛少杰 华为技术有限公司 章雪萍、王国平 联发科技股份有限公司 李兴伟、黄凯、汪志君 北京紫光展锐科技有限公司 谭舒、王静、李旭 翱捷科技股份有限公司 王鹏、冯子龙、刘俊伟 北京北科驿唐科技有限公司 曾永平、夏卫东 浙江正泰仪器仪表有限责任公司 丁振、柳宏宇、林子野 深圳猛犸电动科技有限公司 陈俊 广州致景信息科技有限公司 王智、张培、唐晓阳 鑫美地(成都)科技有限公司 侯庆全、陈袁华 广云物联网科技（广州）有限公司 陈骏腾、庄树津 厦门四信通信科技有限公司 张志坤、陈敏、温海平 深圳搜电科技发展有限公司 伍艳华 云码智能（深圳）科技有限公司 李强 本白皮书对中低速物联网产业发展的认识只是阶段性的，后续将根据中低速物联网应用发 展情况和来自各界的反馈意见，在持续深入研究的基础上适时修订和发布新版白皮书。 编写说明 中国移动中低速物联网业务 白皮书 02 概述 前言 编写说明 目录 中低速物联网技术的主要特性 2.1 典型中低速物联网技术对比 2.2 LTE Cat.1技术的主要特性 2.3 NB-IoT技术的主要特性 1.1 中低速物联网通信技术概述 1.2 国内外运营商发展情况 2.2.1 LTE Cat.1网络能力 2.2.2 LTE Cat.1无线空口特点 2.2.3 LTE Cat.1演进方向 3.1 功耗高敏感业务，优先选择NB-IoT 3.2 成本高敏感业务，优先选择NB-IoT 3.3 时延高敏感业务，优先选择LTE Cat.1 3.4 对移动性有要求的业务，优先选择LTE Cat.1 3.5 对语音有要求的业务，优先选择LTE Cat.1 2.3.1 NB-IoT网络能力 2.3.2 NB-IoT无线空口特点 2.3.3 NB-IoT演进方向 01 05 07 02 中低速物联网应用分析 03 12 01 03 02 03 目 录 05 07 08 08 08 09 12 13 14 15 16 10 10 11 11 05 目 录 中国移动中低速物联网业务 白皮书 4.1 工业联网宝 4.2 纺织设备监控 4.6 共享充电宝 4.3 智能断路器 4.4 智能POS机 4.5 二维码收款播报 4.7 智能两轮电动车安全方案 18 19 20 25 26 26 21 22 23 24 目 录 中国移动中低速物联网业务 白皮书 典型应用案例 04 5.1 加强业务研究，推动应用规模落地 5.2 立足产业发展，补齐产业短板 5.3 拓展商业模式，促进多方互利共赢 总结及展望 05 17 25 04 概述 01 01 05 概 述 中国移动中低速物联网业务 白皮书 根据Machina Research预测，2025年全球物联网连接数将达到270亿，其中，蜂窝物 联网的连接总规模有望超过50亿，而中低速物联网有望占据蜂窝物联网总体连接规模的 90%，承载绝大部分蜂窝物联网业务应用。为满足中低速物联网应用（下行10Mbps以 内，上行5Mbps以内）的发展需求，多种不同网络制式的物联网技术已经涌现并应用。 较早问世的通信技术Wi-Fi 、 Bluetooth、 ZigBee、 Z-Wave等已经在不同的行业领域广 泛应用。然而，这些通信技术尚无法有效承载海量的中低速物联网连接，并且在覆盖能力、 安全保障等方面存在缺陷。从2G时代开始，运营商主导的工作在授权频段的移动物联网就 已经萌芽。随之，一系列针对传输速率、覆盖、容量等进行了专门优化的低功耗广域网 （LPWA，Low Power Wide Area）通信技术应运而生，如工作在非授权频段的Sigfox、 LoRa等，工作在授权频段的NB-IoT、eMTC等，它们具有低功耗、大连接、低成本等特 性，能大幅缩减网络布建成本，带动智慧城市、资产追踪、共享经济等领域的物联网应用的 快速落地。 1.1 中低速物联网通信技术概述 全球运营商加速物联网广域覆盖趋势愈加明显。根据GSMA统计，截止2020年9月，全 球部署NB-IoT、eMTC为主的中低速物联网网络累计达到112张，其中96张支持 NB-IoT，46张支持eMTC，30张同时支持NB-IoT和eMTC。在国内，三家运营商采用 1.2 国内外运营商发展情况 概 述 中国移动中低速物联网业务 白皮书 01 06 LTE Cat.1技术作为中速率物联网业务的承载，截止目前LTE Cat.1商用芯片规模已经达到 千万量级。 NB-IoT已成为全球运营商面向低速物联网的主流选择 。 在海外， Vodafone、 德国电 信、软银等56家主流运营商均已部署了NB-IoT商用网络，并带动海外NB-IoT产业跨越裂 谷，全面加速发展。据统计，海外10余个国家的多个NB-IoT项目正在部署、招标或筹备 中，例如意大利100万只NB-IoT气表项目、比利时自行车、韩国充电桩、泰国路灯等10万 级项目即将部署完成，沙特750万只和瑞典290万只NB-IoT电表项目正在部署。在国内， 三大运营商已经部署了接近100万个NB-IoT基站，带动NB-IoT相关产业发展不断加速， 气表、水表等先发应用继去年突破1000万后，目前又双双突破2000万；NB-IoT烟感、电 动车等应用迅速起量，目前已分别逼近1000万规模；共享白电、智慧路灯、智慧停车、智 慧农业、智能门锁、智能跟踪等一大批百万级的应用，并且由点及面，向全国规模推广。 LTE Cat.1技术主要在国内三大运营商中应用。LTE Cat.1早在2009年发布的3GPP Release 8中就被正式定义，但直到2020年5月7日工信部发布了关于深入推进移动物联 网全面发展的通知后，三大运营商才明确了以NB-IoT为低速网络，LTE Cat.1为中速网 络，二者互补的移动互联网发展目标。自2019年11月，中国移动相续推出了OneMO ML302、ML305等多款型号的自主品牌LTE Cat.1模组，并融合OneNET平台、OneOS 操作系统以及物联网安全等自主核心产品与服务，打造了基于LTE Cat.1技术的一体化服务 体系。目前，部分2G物联应用已开始向NB-IoT+ LTE Cat.1迁移，POS机、共享单车等 2G头部应用已完成小批量替代。 eMTC网络制式主要由北美、 欧洲等少数国外运营商推进， 我国政府倡导优先发展 NB-IoT、LTE Cat.1技术，国内三大运营商均没有明确的eMTC发展计划，其相关产业发 展相对NB-IoT发展明显滞缓。 此外，对于采用非授权频谱的独立自组网技术Lora，目前缺少主流运营商参与，网络难 以实现连续覆盖。前期支持的Orange、比利时Proximus等，也均开始转型NB-IoT。在国 内，近年来有腾讯、阿里巴巴等互联网企业参与推广，重点面向对数据主权有掌握需求的场 景提供Lora专网，例如智能楼宇、智慧工厂、智慧园区等领域，实际部署数量已达千万级 别。 中低速物联网技术的主要特性 02 01 07 中低速物联网技术的主要特性 中国移动中低速物联网业务 白皮书 下表对典型中低速物联网接入技术的主要特点进行了对比。 表1-典型中低速物联网技术对比 2.1 典型中低速物联网技术对比 从上表可见 ， NB-IoT在覆盖 、 功耗、传输速率等方面符合低功耗广域覆盖类业务需求 ， 适合需远距离传输、通信数据量小、时延要求不高的低速物联网应用；LTE Cat.1或eMTC 技术更适合于对移动性及速率要求较高、数据量大、需要语音功能的业务；Lora是使用非 授权频谱的广域低功耗技术代表，具有较好的性能指标，但与 NB-IoT、LTE Cat.1等采用 授权频段的技术相比，后者具有更高的可靠性及可信度，在身份凭证安全、认证机制、密钥 管理方面可提供电信级的充分安全保障。 非授权频段 LoRa NB-IoT LTE Cat.1 eMTC 155dB 164 dB 146.7dB（T DD模式 eNB 8天线条件） 155.7 dB 约1 0年 10年 小于0 .1年 约1 0年 上行 峰值 0.3kbps5.4kbpsLoRa 调制 50kbpsFSK(近点使用) R13:62kbps R14:150kbps R17:210Kbps 5Mbps R13：2 00kbps R14：6 55kbps 下行 峰值 0.3kbps5.4kbpsLoRa 调制 50kbpsFSK(近点使用) R13:21kbps R14:120kbps R17:280Kbps 10Mbps R13/14：7 50kbps 移动 性 低速移动 低速移动 小区重选 语音 能力 不支持 不支持 授权频段 高速移动小区切换 支持 指标 覆盖 功耗 速 率 其 他 中国移动中低速物联网业务 白皮书 01 08 中低速物联网技术的主要特性 LTE Cat.1技术的主要特性 2.2 2.2.1 LTE Cat.1网络能力 Cat.X全称为LTE UE Category X， 是3GPP用来衡量用户终端设备的无线性能的标 准。UE Category包含很多的无线特性，其中最重要的一个就是 UE 支持的速率。2009年 3月，3GPP在Release 8中正式提出 LTE，并同步推出 LTE Cat.1、Cat.2、Cat.3、 Cat.4、Cat.5这5个终端类别，其中定义的 Cat.1 上/下行峰值速率为5/10Mbps，适合于中 速率物联网应用场景。 Cat.1是UE的一个接入等级。当UE接入网络时 ， 它会通知网络侧当前的能力是Cat.X， 网络侧会根据这个配置给终端提供相应的资源。LTE Cat.1可完全复用现有LTE网络，不需 要额外的网络改造就能实现业务开通。 传输速率：在LTE网络下，终端最高可达到10Mbps的下行峰值速率和5Mbps的上行峰 值速率，具体如下： (1) LTE Cat.1 在FDD 模式下，终端可达到9Mbps以上的下行峰值速率和4.5Mbps以上 的上行峰值速率。 (2) LTE Cat.1在TD-LTE模式下： a) 在网络采用UL:2/DL:2，特殊子帧采用10:2:2的配置时，终端应至少达到5Mbps以上 的下行实测峰值速率和1.7Mbps以上的上行实测峰值速率。 b) 在网络采用UL:1/DL:3，特殊子帧采用10:2:2的配置时，终端应至少达到7Mbps以上 的下行实测峰值速率和0.8Mbps以上的上行实测峰值速率。 移动性：支持100km/h以上的移动速度，以中、低速移动场景为主。 2.2.2 LTE Cat.1无线空口特点 LTE Cat.1支持的空口信道： LTE Cat.1支持的系统带宽： 下行信道 上行信道 公共信道 PDSCH、P HICH、P CFICH、 PDCCH PBCH、P -SCH、S -SCH PUSCH 、P UCCH、 PRACH 01 09 中低速物联网技术的主要特性 中国移动中低速物联网业务 白皮书 LTE Cat.1支持下行OFDMA和上行SC-FDMA传输 ， 支持15KHz子载波间隔， Normal CP，Extended CP。 从标准演进上看，3GPP早在R8中就正式定义了LTE Cat.1，此后在R13版本的非正式 文稿（TR报告）中提出Cat.1bis来进一步强化1Rx（单接收天线），目前看来，LTE Cat.1标准相对稳定，不像NB-IoT标准还在持续新增要求。 从产品演进上看 ， 随着2G退网 ， LTE Cat.1将承载更多的2G物联网业务。 而LTE Cat.1 2.2.3 LTE Cat.1演进方向 工作频段： 上下行多址传输： 系统带宽 物理资源块 20MHz 支持1 00个P RB 15MHz 支持7 5个P RB 10MHz 支持5 0个P RB 5MHz 支持2 5个P RB 3MHz 支持1 5个P RB 1.4MHz 支持6 个P RB 网络制式 工作频段 上行（终端发） 下行（终端收） Band 38 2570-2620MHz 2570-2620MHz Band 39 1880-1920MHz 1880-1920MHz Band 40 2300-2400MHz 2300-2400MHz Band 41 2496-2690MHz 2496-2690MHz Band 34 2010-2025MHz 2010-2025MHz Band 3 1710-1785MHz 1805-1880MHz Band 8 880-915MHz 925-960MHz Band 1 1920-1980MHz 2110-2170MHz Band 4 1710-1755MHz 2110-2155MHz Band 12 699-716MHz 729-746MHz Band 17 704-716MHz 734-746MHz Band 20 832-862MHz 791-821MHz TD-LTE LTE-FDD 中国移动中低速物联网业务 白皮书 01 10 中低速物联网技术的主要特性 模组的将随着规模量产，进一步接近2G模组价格。与此同时，LTE Cat.1产品也将持续改 善1Rx（单接收天线）模式下应用于受限场景的性能，如更高速（350km/h）的高铁场景 的丢包率问题。 NB-IoT全称是Narrow Band Internet of Things，是3GPP R13在成熟商用的LTE技 术基础上提出的更为精简的物联网新型终端类型（Cat NB-1），它是为实现大连接、深度 覆盖、低功耗和移动性等要求而设计的专门用于物联网的窄带无线蜂窝通信技术。与其他等 级的LTE Cat.X版本相比，除了速率降低外，NB-IoT在移动性和语音支持上均做了最大程 度的简化。在2020年7月，ITU正式接纳NB-IoT成为5G mMTC(大规模物联网通信)技 术，将继续演进优化。 NB-IoT采用移动蜂窝网络的宏小区进行接入， 为配合NB-IoT终端在功耗 、 移动性等方 面的全新简化设计，网络侧也需要做一定的改造。因此，NB-IoT不能完全复用现网LTE资 源，需要额外的网元及网络接口改造才能实现业务开通。 2.3.1 NB-IoT网络能力 上下行传输速率 ： 上行速率大于160kbps， 小于250kbps(Multi-tone) / 200kbps(Single -tone)；下行速率大于160kbps，小于250kbps。 容量 ： 基于较小的工作频谱粒度（180KHz工作频宽，15K/3.75K 子载波带宽），配合 多载波技术的使用，可将系统用户容量极大扩展，实现单个基站小区支持5万个NB-IoT 终端接入。 覆盖 ： NB-IoT比GPRS基站提升了20dB的增益，相当于提升了100倍覆盖区域能力， 可多穿透1-2堵墙。不仅可以满足农村这样的广覆盖需求，对于地下车库、地下室、地下 管道等这类对深度覆盖有要求的应用同样适用。 移动性 ： NB-IoT 支持终端设备在30km/h移动速率下的小区重选。 节电模式 ： NB-IoT引入了PSM和eDRX节电模式，PSM是通过在睡眠状态时不接受寻 呼信息来达到省电目的 ， eDRX通过设置更长的寻呼周期实现节电 ， 相对于PSM ， eDRX 的下行可达性更高。 NB-IoT技术的主要特性 2.3 01 11 中低速物联网技术的主要特性 中国移动中低速物联网业务 白皮书 NB-IoT的标准在持续演进，相较于R13版本，NB-IoT R14标准在速率、移动性、定 位等方面做了提升。具体地，引入 category NB2，将上下行速率将提升到 125/140kb- ps；对于移动性的增强，主要是在基站侧缩短业务中断时延和支持业务断点续传，但对于 终端侧来说仍然不支持小区重选和切换；在定位方面，支持基站定位，即终端测量计算多个 基站间的信号时间差上报定位服务器，精度可达 50m；此外，采用多播增强实现更低的端 到端时延，采用多载波增强提升寻呼容量和网络接入能力。 在2020年中，ITU正式接纳3GPP R16提出的NB-IoT作为5G mMTC技术，NB-IoT 将和5G长期并存。与此同时，3GPP开启R17版本的演进，将上下行速率进一步增强，下 行从128Kbps增强到280Kbps，上行从158kbps增强到210kbps。 2.3.3 NB-IoT演进方向 2.3.2 NB-IoT无线空口特点 NB-IoT系统带宽 ： 采用200KHz系统带宽， 3.75KHz/200KHz信道带宽 。 另外， NB-IoT 明确不支持200KHz以上的带宽以区别和eMTC的演进方向。 -tone)；下行速率大于160kbps，小于250kbps。 子载波间隔 ： NB-IoT载波带宽为180KHz。NB-IoT在上行引入了更小的子载波间隔， 如3.75KHz。上行数据传输方案包括3.75KHz单频、15KHz单频、15KHz多频等方案。 空口工作模式 ： NB-IoT有LTE带内、保护带和独立部署3种方式。NB-IoT采用LTE带 内 、 保护带部署方式时可以与LTE共用频谱， 采用独立部署方式时需要单独的频谱资源。 NB-IoT支持的空口信道 ： NB-IoT舍弃了LTE物理层的上行共享信道(Physical Uplink Control Channel, PUCCH)、物理混合自动重传请求或指示信道(Physical Hybrid ARQ Indicator Channel, PHICH)等。 上下行传输方式 ： 上行支持多频传输（multi-tone）和单频（single- tone）传输。下 行采用正交频分多址(OFDMA)技术，时隙、子帧和无线帧长分别为0.5ms、1ms和 10ms。 下行信道 上行信道 PSS/SSS PBCH PDCCH PDSCH RS PRACH PUSCH格式1 （用来传输数据） PUSCH格式2 （用来传A CK/NACK） DMRS 中国移动中低速物联网业务 白皮书 01 12 中低速物联网应用分析 中低速物联网业务及应用场景复杂多样，针对不同的业务交互模型及业务特点应采用不 同的网络技术去承载，以最大程度满足客户的需求。 在广泛调研的基础上，我们综合考虑各类业务需求及网络特性，将中低速物联网业务划 分为功耗高敏感、成本高敏感、时延高敏感、有移动性要求、有语音要求等五类，针对每类 业务分析其核心特征及适合的技术，并给出典型场景示例。 此类业务通常受限于部署条件，即：难以供电或更换电池，为保证业务使用的便捷性， 对终端整机功耗高度敏感。 在业务交互模式上，此类业务的数据传输通常为周期性或触发性的小包数据上报，仅需 实现对终端状态及采集信息的较低频次的远程监测，此类业务对传输时延不敏感,终端通常 可长期处于睡眠状态。 常见业务包括：智能烟感、智能停车、供水漏损治理、市政井盖监管、环境监测、水文 监测等。 示例：水文监测 水文监测设备安装在河道、水库，实时采集水位、流速、风速风向、能见度等数据，通 过NB-IoT网络和北斗短报文上报到省级平台，供省级平台调用、发布。水文监测设备定时 读取各传感器的实时数据，如每小时读取一次，数据量小，且对传输时延不敏感。水文监测 终端受限于安装环境难以直接供电，一般采用内置可充电锂电池，业务功耗越低，水文监测 终端电池的供电周期越长。 中低速物联网应用分析 03 功耗高敏感业务，优先选择NB-IoT 3.1 01 13 中低速物联网应用分析 中国移动中低速物联网业务 白皮书 此类业务通常区域内集中部署数量大，新上设备或更换设备需资金投入量大，对成本高 度敏感。 此类业务终端功能往往比较单一 ， 数据传输模式通常为周期性或触发性的小包数据上报 ， 偶有业务配置等数据下发需求，数据采集可以为高频或低频。 常见业务包括：面向广域覆盖、小区海量接入的智慧表计，如：燃气抄表、智能水表、 工厂仪表监测等。 示例：智能表计 智能表计系统是结合计量传感器、数据传输和微处理器智能控制实现的远程计量、抄读 图1-水文监测系统 在水文监测系统中，底层设备是由RTU和各传感器构成，通过加装NB-IoT通信模组， 将采集的小包数据通过网络定时上传到平台。NB-IoT的PSM节电机制可以配合监测终端 CPU分时控制和传感器的电源通断，有效降低设备功耗，实现在同等电池容量下让设备工 作更长时间。 成本高敏感业务，优先选择NB-IoT 3.2 中国移动中低速物联网业务 白皮书 01 14 中低速物联网应用分析 系统。与传统人工管理模式比，智能表计每天高频次数据采集，可使企业对所有的表计运行 状况了如指掌，提高工作效率。表计的使用量大面广，其行业特点要求对海量的表计终端智 能化改造过程中非常注重成本投入。 NB-loT网络部署成本较低，其20dB的基站射频增益适用于管道井、楼道内、室内或地 下、厂区等对深度覆盖有要求的场景，而NB-loT模组在所有类型网络制式的通信模组中价 格低廉，对于大规模部署的表计业务项目来说，基于NB-loT的智能化改造投入成本更少。 此类业务通常需要对终端的业务状态实时监测及远程控制，以保证终端与平台之间能够 实现秒级实时响应，对时延高度敏感。 其主要的数据传输模式为周期性或者触发性的文本、指令等数据的实时传输，数据交互 频次较高，对双向通信实时性要求较高。 常见业务包括：工业数据采集及控制终端、电力配网监控，交通信号控制机、远程设备 控制、共享按摩椅等。 图2-智能表计系统 时延高敏感业务，优先选择LTE Cat.1 3.3 示例：电力数据采集器 电力数据采集器实时采集电能数据、工况数据及故障预警等用电信息，通过通信接口与 网络交互，实现对用电设备过载、短路、漏电等异常的远程监测，同时根据业务需求实现远 程预警或控制。该业务要求终端实时监测用户负载的电压、电流、功率等电能质量动态信 云服务 云服务 云服务 01 15 中低速物联网应用分析 中国移动中低速物联网业务 白皮书 此类业务通常配置于车辆、机械、人员等，实现对移动目标的实时监测及远程控制，要 求通信制式支持移动性管理，满足业务的移动性要求。此外，由于移动速度、移动范围不受 限，其对网络连续覆盖、通信及时可达的要求也较高。 需要注意的是，针对不同的移动性要求，其对应的网络制式也不同。对于时速在100 km/h以内的车载场景，基于LTE Cat.1完全可以提供连续的通信服务，而对移动性有更高 需求的业务（350km/h以上的高铁场景），则需考虑更高等级的LTE Cat.X或者5G方案组 网。 常见业务包括：可穿戴设备，智能电动车，移动POS、资产追踪等。 示例：资产追踪 资产追踪业务综合使用各种定位技术获取位置信息，并通过网络传输位置信息，可应用 息，用户可使用手机APP应用及时排查电气火灾隐患，提前预防电气火灾，要求保证快速 响应、低差错率。 图3-电力数据采集器 基于LTE Cat.1通信技术的电力数据采集器在控制时延上具有更为突出的优势，可有效 保证电力数据采集的实时性，确保用户的安全用电。 对移动性有要求的业务，优先选择LTE Cat.1 3.4 中国移动中低速物联网业务 白皮书 01 16 中低速物联网应用分析 于集装箱、汽车、托盘等资产的管理。当前，室外定位从GPS发展到GPS+北斗，定位的 速度和精度得到进一步提升，资产定位追踪应用趋向更高速率、更高带宽，要求终端在较高 速的移动速率下实时监测移动资产的位置、状态等信息，对网络覆盖、网络吞吐率和业务交 互成功率等要求高。LTE Cat.1所依托的4G LTE网络，覆盖良好且在移动性、传输速率上 可保证业务性能。 在资产追踪系统中，通过云平台 + 通信定位模组的方式，在集装箱、货运汽车、智慧托 盘等物资上配置支持LTE Cat.1通信技术的无线定位终端，将采集的定位信息、状态信息等 数据通过 4G LTE网络上传到平台，实现SAAS 可视化后台监控，以及APP可视化图表管 理。 此类业务需要使用语音功能，通常需要实现语音或视频的双向交互，目前NB-IoT不支 持语音功能，适合采用LTE Cat.1。 需要注意的是，LTE Cat.1支持的是中速率的数据传输，而对高清视频数据有需求的业 务，应考虑更高等级的LTE Cat.X技术方案或者5G方案组网。 常见业务包括：儿童手表、智能摄像头、低端4G手机等。 图4-资产追踪系统 图2-智能表计系统 对语音有要求的业务，优先选择LTE Cat.1 3.5 01 17 典型应用案例 中国移动中低速物联网业务 白皮书 示例：可穿戴工程摄像头 可穿戴工程摄像头可以将佩戴人员在施工过程中采集到的视频和语音数据实时上传至云 服务器，用于给技术专家进行远程分析，节省技术专家赴现场的成本。传统的施工现场管理 主要依赖人工管理方式进行，劳动密集度高、管理粗放，运转效率较为低下。便携式工程智 能摄像头可以在施工人员来回走动的情况下上传图像、语音等数据，可以有效解决建筑行业 施工现场在监察、劳务、安全、材料等方面存在诸多问题。 图5-可穿戴工程摄像头 通过在便携式智能摄像头终端上加装LTE Cat.1通信模组，将施工人员拍摄到的视频图 像通过运营商4G LTE网络实时传输至云服务器，同时，也可以将语音信号通过模数转换后 在运营商网络进行传输并实现对讲通话。 目前，国内NB-IoT连接规模已经破“亿”，相较于技术及产业链都相对成熟的NB- IoT， LTE Cat.1的规模商用才刚刚起步。作为较新的通信技术，行业对其技术特性和应用 场景的了解远不如NB-IoT，各企业亟需大量案例以增强对LTE Cat.1的理解。本白皮书将 在有限的篇幅内重点介绍一些支持LTE Cat.1网络制式的应用案例，帮助各垂直领域企业更 好地理解LTE Cat.1技术及其应用场景，并为承接2G物联网业务迁移做好准备。 典型应用案例 04 中国移动中低速物联网业务 白皮书 01 18 典型应用案例 图6-驿唐工业联网宝案例 驿唐工业联网宝产品系列已经推出的PLC-501/PLC-502/PLC-506 ， 三大系列均可以 支持LTE Cat.1通信模组，可快速对接西门子、三菱、欧姆龙等多个品牌和型号的PLC及 HMI，实现设备的远程编程和调试。目前，工业联网宝系列产品已批量销往欧盟和美国市 场，累计销量超过百万台，成功运用在智慧电力、智慧城市、智能交通、自动驾驶、工业智 能制造、环保、气象、能源等各领域，受到了国内外客户和合作伙伴的好评。 在工业制造行业中，工业场景复杂多样，传统工业制造企业普遍缺乏通用的无线通信解 决方案，大量的工业现场设备无法通过集中化的网络接口联网实现数据上云，往往需要大量 的人员进行现场操作维护，造成人力资源浪费且生产效率低下。 为了让工业现场设备的连接通信更便捷，北京北科驿唐科技有限公司提供了工业联网宝 产品解决方案。它是一种支持ZigBee、Bluetooth等多种无线接入协议的工业级无线数据 传输终端，支持2G、3G、LTE(含Cat.1)网络，内嵌TCP/IP协议栈，全面支持 RS-232/RS485、RJ45、USB等标准化接口，适用于各种工控场合，如：PLC远程监 控、串口仪表/传感器远程监测、智能设备远程运维、VPN专网、图像远程监控等多种场 景，轻松实现现场设备的远程控制与上云管理。 图6展示了该方案的系统架构，工业联网宝终端采集各类现场设备数据，并通过具有低 时延特性的LTE Cat.1网络将数据快速上云，工程师可以在PC、手机APP上完成对设备数 据的分析处理，实时监控设备的健康状态，进而提高运维效率、减少停机时间。 工业联网宝 4.1 01 19 典型应用案例 中国移动中低速物联网业务 白皮书 通过本案例飞梭智造平台的实施，实现了生产过程透明化和智能化管控，实现了坯布生 随着原材料、人工、环保等成本上升，纺织制造业向数字化、智能化转型的需求愈发迫 切。当前，我国纺织业整体存在分散化、低端化、同质化的问题，现有供应链、制造链过于 分散，从棉花到成衣经过十几个环节，整个过程采用人工管理，生产过程不透明，且效率低 下；纺织生产线尚未实现数字化、智能化，产线上下游数据信息割裂，管理十分困难。 为帮助传统纺织企业实现数字化、智能化转型，广州致景信息科技有限公司打造了基于 LTE Cat.1的飞梭智造平台。飞梭智造平台系统使用LTE Cat.1网络及IoT设备改造传统纺 织设备，实现设备互联，并通过MES、ERP等IT方案为客户提供业务应用服务，同时引入 AI技术为IT赋能提升，最终形成生产制造、经营管理、工业电子商务和运营管理四大解决方 案板块，构筑工业互联网的基础应用。 飞梭智造平台为纺织设备提供端、边、云全方位改造，在纺织机侧，织机内部加装 IoT 终端采集状态、成品率、转速等数据，通过LTE Cat.1的低时延、快速上下行网络完成即时 数据上云，并通过生产工艺、设备参数等数据的下发实现设备的反向控制；在平台侧，飞梭 智造平台通过边云融合实现自动计算产量、成品率等核心数据，对订单、机台、工人等进行 智能管理，从纱线生产、坯布织造到染整加工各个环节生产流通进行数字化改造，摆脱人工 管理，打造真正意义上的智慧工厂。 纺织设备监控 4.2 图7-致景的飞梭智造智能平台系统 中国移动中低速物联网业务 白皮书 01 20 典型应用案例 图8-鑫美地的智能断路器案例 当前新型能源生产方式和消费模式不断涌现，能源行业正快速向安全、绿色、高效等方 向发展。其中，电网末端设备的智能化改造对于电力物联网建设起到至关重要的作用。 鑫美地(成都)科技有限公司提出了基于LTE Cat.1的智能断路器解决方案，对传统断路 器进行颠覆式创新设计，提供分合闸、电能计量、报警监测、功率限定、漏电自检、定时优 化反馈等功能，结合电力专用LTE Cat.1通信模组，以更低廉的费用实现大量设备互联，并 实现数据上云。 产过程在线质量监测和质量追溯，减少织机异常停机时间至少15%，机台利用率提高至少 22%，员工平均产量提高至少9%，坯布出库失误减少至少76%，生产质量问题降低至少 32%，减少产量工资统计工作量至少78%。同时，还实现了企业内进产销存互联互通以及 上下游企业间库存与物流信息共享，实现供需精准对接和供应链协同管理，提高订单交付准 时率。 目前，飞梭智造平台累计服务纺织5000余家，累计接入LTE Cat.1设备10万台，客户 分布浙江、广东、江苏、河南、安徽、福建、山东等地区，行业市场覆盖率居于全国第一。 智能断路器 4.3 01 21 典型应用案例 中国移动中低速物联网业务 白皮书 近年来 ， 我国POS机行业需求量持续增长 ， 智能POS机每年都以上百万台的数量增加 。 国内移动POS机已广泛应用，商家对POS机的功能要求不再局限于支付，商业自动化 的需求促使POS机向多功能终端发展。更多的功能也让智能POS机对无线通信提出了更高 的要求，LTE Cat.1拥有比NB-IoT更成熟的网络覆盖、比2G更快的通信速率、比Cat.4更 低的使用成本，是智能POS的理想选择。 云码智能(深圳)科技有限公司提供了支持LTE Cat.1的智能POS机解决方案。该智能 POS机集所有付款方式为一体，包括支付码、扫码付、NFC等，并能够与收银系统、ERP 管理系统、会员系统连接，提供实时增加商家会员、卡券营销等增值服务。 断路器作为常见的配电管理设在国家电网、交通、城市管理等应用场景中，可为用户提 供定时开关电力系统、智能抄表、用电管理等功能，避免人力资源浪费，并降低10%以上 用电浪费，实现远程运维“零”成本；在家庭及社区场景下，可为用户提供实时监测数据、 提前推送预警消息，为家庭用电安全多一份保障；在消防等特殊场景中，可以采用传、感、 知等技术手段，实时监测电路情况（如：电压、功率、温度等）、对事件进行识别、定位、 分析，预防险情火灾等问题的发生，减少电气火灾事故。 智能POS机 4.4 图9-智能POS机 中国移动中低速物联网业务 白皮书 01 22 典型应用案例 图10-广云物联二维码收款播报器案 二维码支付已经成为人们生活中司空见惯的支付方式。传统二维码收款播报器采用Wi- Fi、2G联网，对室内场所网络覆盖要求高，对于WiFi还存在配网操作不方便且无法应对复 杂的商业环境，终端无法实时联网导致商家不能及时进行收款确认，收款资产存在安全隐 患。 为保障商家在二维码收款过程中的资金安全，广云物联网科技（广州）有限公司提供了 支持LTE Cat.1连接方式的二维码收款播报解决方案。在顾客扫码支付之后，后台服务器获 取到支付金额和支付渠道等交易信息，并通过4G LTE网络下发给基于LTE Cat.1的二维码 收款播报器，由其实时语音播报收款金额等内容。 通过本案例基于LTE Cat.1的二维码收款播报器的部署实施，可以有效避免错报、漏 报，广泛适用于4G覆盖良好的商超、餐饮、服装、便利店、物业、美容等商家收银台。未 来，面向2G播报器业务迁移，凭借优秀的网络覆盖，LTE Cat.1除了能保证业务实时性及 可靠性外，还可实现低成本承接此业务，预计有千万级规模的市场增量。 网络覆盖良好且速率高的LTE Cat.1网络可以充分满足用户对于POS机数据传输即时性及 稳定性的需求，以低成本方式承接现有2G POS机的业务迁移，为用户提供高质量服务。 二维码收款播报 4.5 01 23 典型应用案例 中国移