2024-06-24
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一、蜂窝网络的灵感来源
蜜蜂被称为是“天才数学家兼设计师”,主要原因在于蜜蜂倾心筑成的蜂巢是由许多完美的正六边形组成,并能随着蜂群的壮大而不断延伸。为什么偏偏是正六边形呢?通过计算发现,正六边形能消耗最少的材料,制成面积最广的菱形容器。
被应用到现实当中,就成为了我们众所周知的蜂窝网络,即:使用最少的通信基站数,就能建成覆盖面积最广的通信网络。基站协同工作,可满足庞大的移动通信需求。而且蜂窝网络可以使智能设备连接到几十公里外的基站,实现超长距离的联动通信。
它也能助力其他需要远距离传输的设备搭建:
比如:帮助远程医疗实现通信,让精妙的医术普惠更远地区;应用在电动自行车上,可以实现无感解锁和车辆的异地定位追踪。
为了让开发者更快实现蜂窝网络的开发,涂鸦智能推出 TuyaOS 蜂窝开发框架。它支持 NB-IoT、Cat.1、Cat.M、Cat.4 大网络制式的设备开发,并集成了对注网、拨号、断网自动拨号等处理,极大简化了对复杂蜂窝网络的处理逻辑,降低了蜂窝产品的技术门槛。
二、涂鸦蜂窝网络开发框架核心亮点
1、集成丰富的通讯协议
蜂窝框架框架不仅集成了与涂鸦 GPS 设备相关的通讯协议,还内置 LBS 定位协议,开发者可以快速开发带有定位功能的产品,如智能防丢器、定位告警器等。
同时框架还集成了与涂鸦蓝牙设备相关的通讯协议,支持蓝牙+蜂窝的模式,可广泛的应用于电动自行车领域。
实际落地的电动自行车将具备无感解锁功能,用户靠近或用手机蓝牙即可轻松解锁,方便又快捷。而且解锁距离自由可调,到达目的地后,用户离车就能自动设防上锁,使用过程安全无忧。
2、 提供多种功耗模式管理
蜂窝网络适用于对功耗敏感、具备低移动属性的产品,所以功耗管理是蜂窝产品的必备特性。TuyaOS 蜂窝开发框架提供了多种省电模式,如 PSM,eDRX 等,开发者可根据产品使用场景,调用相关接口配置对应的功耗模式,非常方便。
3、离散机制
由于 NB-IoT 具有低窄带的通讯特性,所以多设备与基站同时交互,很容易造成网络堵塞问题。该框架内置了设备启动及注网离散机制,使设备错峰启动、错峰注网,有效优化网络阻塞,提高信息传输可靠性。
4、定时服务
该框架支持定时下发任务、更新功能,而且它不仅能减少由于设备和基站之间频繁通讯,所引发的功耗和流量损失,还支持按次/天/周的时间维度,重复设置任务周期,非常灵活。
本地可同时存储 10 条定时任务,即使设备离线,依然能正常执行定时任务,以更好地满足不同应用场景下的自动化控制需求。可极大降低人力成本,提高运维效率。
5、丰富的云服务
开发者可以通过蜂窝开发框架快速获得涂鸦提供的各种云服务:如下载通用的文件、断电续传,定位器设备还能下载星历等文件,开发者还可轻松实现设备固件升级、故障提醒等功能。
三、 实际产品应用
1、国家非常看重的智慧路灯领域
目前,城市路灯照明系统,普遍存在着基站容量不足、信号难以覆盖等问题。而以 Cat.1、NB-IoT为代表的蜂窝通信连接方式,凭借广覆盖、低功耗等特性,可大幅提升智能硬件的灵活度及使用效率。
涂鸦智慧路灯解决方案,围绕“设备管理→安全守护→能源检测→辅助决策”,助力城市快速进行智能化升级与形象提升,主要具备如下功能:
支持远程开关、调光,单灯或群组控制等功能;
支持信息管理功能,精准掌握包括:光照度、温湿度、经纬度等信息
实时统计电流、电压、功率、电量、频率、功率因数、运行时间等信息,并主动上报故障;
通过光敏感应器检测环境光照强度差异,实现路灯的自动开关灯;
通过管理后台,对城市路灯进行分区域集中化管理;
支持本地 RTC 定时功能,网络异常或离线状态下,设备依然可以正常执行定时任务。
2、应用不受限制的智能定位器
基于涂鸦蜂窝开发框架,开发者可以开发出各种定位器,如 SOS 定位告警器,能广泛使用在各种紧急求助的场景中,尤其适用于户外公共场所。开发者还可以开发车载定位,运用在电动车、自行车、滑板车等短途出行领域中。
涂鸦智能定位器解决方案功能:
①紧急告警
设备平常处于休眠状态,当按下 SOS 按键时,设备会自动连接网络,并上报当前的紧急状态及定位信息,防止车辆丢失并助力寻回。
②上报定位信息、电池电量等信息
设备可以根据用户设置的时间间隔,主动上报当前定位信息。在检测到设备处于低电量状态时,也会及时提醒用户进行充电。
③地理围栏
通过 App 设置电子围栏后,当设备的位置超过地理围栏的安全范围时,App 会及时发出告警,防止人/物品丢失。
④运动状态和计步
如果设备内置了陀螺仪,设备还支持高精度的计步,并计算出活跃时间、行走距离和消耗卡路里等,适用于运动型定位产品的研发。
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