物联网低功耗关键技术研发和应用
公示内容
一、项目名称
物联网低功耗关键技术研发和应用
二、完成人和完成单位信息
完成人 完成单位 主要完成工作
杨军 东南大学 项目总负责人，负责制定总体技术路线，创新点1的主要贡献者：提出能够抗工艺波动读写稳定的新型低电压近阈值片上存储器结构，设计了极低功耗SRAM，实现低功耗数据访问。
时龙兴 东南大学 对创新点1做出贡献：提出一种全对称结构的跳变监测单元，能在近阈值至宽电压下稳定的监测数据时序；提出当前周期即时响应的时钟双向拉伸电路，在拉伸信号出现即可完成频率的调节
吴建辉 东南大学 对创新点1做出贡献：提出一种半无源结构低电压射频前端电路，一种主从结构的高共模抑制比和高电源抑制比的低电压OTA结构。
对创新点2做出贡献：提出基于数据量感知的缓存控制批量传输算法。
戚隆宁 东南大学 对创新点1做出贡献：
设计实现导航芯片中的低功耗存储系统。
对创新点2做出贡献：
设计实现室内定位系统中的低功耗传感网络传输协议。
刘昊 东南大学 创新点2的主要贡献者：
提出分布式拥塞避免媒体接入控制协议，通过跨层优化的协同信道分配机制、基于信道竞争概率的自适应竞争窗口调节机制，实现了低功耗无线传感与网络传输。
单伟伟 东南大学 对创新点1做出贡献：
提出宽电压下动态频率和电压调节方法，能够基于实时监测预测时序错误，从而能够预先在宽电压范围内对芯片的工作频率和电压进行实时调节，获得最大的功耗收益。
陈超 东南大学 对创新点1做出贡献：
提出一种全局主从增益校正电路，在不同工艺和温度条件下保证低电压中频链路增益精确稳定。
三、项 目 简 介 物联网“十三五”发展规划指出我国已初步形成完整的物联网产业体系，但芯片等核心基础能力依然薄弱，原始创新能力与发达国家差距较大。突出表现在国产芯片在计算处理和无线网络通信方面难以满足物联网低功耗应用场景需求，亟待加强面向物联网应用的低电压低功耗计算处理和无线网络通信技术研究。其面临的主要技术难题在于①先进工艺和低电压（近阈值）背景下，由于固有的集成电路工艺、工作电压和温度偏差，电路性能和良率急剧恶化，传统电路和设计方法难以适用。②已有的传感网络通信协议难以处理突发局部热点引起的大规模信道竞争和网络拥塞等问题，造成网络传输功耗急剧上升。
在这一背景下，本项目取得两项主要技术创新：1）低电压（近阈值）超低功耗芯片设计技术。在国内首次系统性研究了低电压（近阈值）集成电路设计方法，突破了低电压片上静态存储器、同步电路的弹性设计方法、模拟/射频低功耗主从结构等三项关键技术，研制的40nm 0.6V低电压标准单元和存储器获得国内领先、世界第三的集成电路代工厂——中芯国际的认可，研制的0.6V 6mW低电压导航芯片获得国内领先移动互联芯片设计企业——珠海全志的认可。2）低功耗传感及无线网络通信技术。针对无线传感网络中信道竞争和网络拥塞导致传输功耗高的问题，通过无线传感网络MAC层协议的信道分配、信道接入和传输控制算法上的技术突破，避免干扰减少拥塞，实现了低功耗无线传感网传输，平均传输功耗比国外技术低11.5~30%。
本项目共授权发明专利16项（含美国专利2项），2010~2015年共发表SCI收录论文11篇，累计影响因子14.480。2016年以来，共发表SCI收录论文37篇，累计影响因子53.442。1篇推测型低电压存储器发表在集成电路顶级期刊固态电路IEEE JSSC，1篇室内可见光定位通信发表在通信顶级期刊IEEE COMST。
项目应用效果显著：1）江苏东大集成电路系统工程技术有限公司整体应用本项目技术，以低功耗核心技术提升物联网终端产品竞争力，研制并规模量产65nm低功耗系统芯片，开发工业级物联网移动终端7系列16款共474,580台，近两年新增销售额45,976万元，新增利润13,793万元，在国内物流快递领域应用于顺丰等行业领军企业，取代国外竞争对手优势地位，市场占有率第一，并在海外市场与其形成正面竞争。2）深圳市国微电子有限公司采用本项目技术，研发国内最大容量（72MB）低功耗军用存储器芯片，近两年新增销售额5000万元。3）在低功耗关键技术突破基础上，2015年创办东南大学—无锡集成电路技术研究所，专注低功耗技术辐射推广，支持省内物联网企业产品升级，2016年~2017年服务企业18家，包括无锡中感微的低功耗蓝牙芯片、苏州博联的低功耗无线短距离通信芯片、苏州联芯威的低功耗微控制器芯片等，累计新增销售8800万元。
四、主要知识产权目录 序号 知识产权类别 知识产权具体名称 国家
（地区） 授权号 授权日期 证书编号 权利人 发明人
1 发明专利 DYNAMIC VOLTAGE
SCALING SYSTEM BASED
ON ON-CHIP MONITORING
AND VOLTAGE
PREDICTION 美国 US
8909999
B2 2014.12.9 US008909999 B2 东南大学 时龙兴、单伟伟、杨军、顾昊琳、刘新宁、张阳
2 发明专利 POWER-ON-RESET (POR)
CIRCUIT WITH ZERO
STEADY-STATE CURRENT
CONSUMPTION AND
STABLE PULL-UP
VOLTAGE 美国 US
8803580
B2 2014.8.12 US008803580 B2 东南大学 时龙兴，单伟伟，曹鹏，王学香，赵涛
3 发明专利 一种高密度、高鲁棒性的亚阈值存储单元电路 中国 ZL200910183605.8 2011.8.3 证书号第1290648号 东南大学 杨军、柏娜、李杰、胡晨、时龙兴
4 发明专利 基于在线监测的自适应电压调节系统及监测路径筛选方法 中国 ZL201510497887.4 2016.9.7 证书号第2232757号 东南大学 单伟伟，徐志鹏，孙华芳
5 发明专利 面向超宽电压的在线监测单元及监测窗口自适应调节系统 中国 ZL201510548679.2 2016.9.21 证书号第2244578号 东南大学 单伟伟，吴建兵，戴文韬
6 发明专利 一种低功耗可编程分频器 中国 ZL201010579167.X 2012.8.22 证书号第1028910号 东南大学 吴建辉，杨世铎，陈招娣，吉新春，张萌，李红，时龙兴
7 发明专利 一种具有极低泄露电流的带隙基准启动电路 中国 ZL201610003613.X 2017.5.10 证书号第2481272号 东南大学 吴建辉，孙杰，傅娟，李红
8 发明专利 一种无线传感器网络多流竞争场景下的数据传输方法 中国 ZL201410370854.9 2017.7.28 证书号第2568603号 东南大学 刘昊，张泰平，张萌，蒋富龙
9 发明专利 一种基于媒介接入控制协议的无线传感器网络传输方法 中国 ZL201210145412.5 2014.7.9 证书号第1436818号 东南大学 刘昊、姜毅鑫、蒋富龙、吴建辉
10 发明专利 一种全球定位系统导航数据的完整性存储方法 中国 ZL201210059148.3 2013.7.10 证书号第1230102号 东南大学 杨军，胡晨，王嘉，黄少珉，戚隆宁，张哲，刘新宁，时龙兴
五、代表性论文目录
序号 论文论著名称
/刊名/作者 年卷页码 通讯作者 第一作者
1 "A 1.5-V Current Mirror Double-Balanced Mixer With 10-dBm HP3 and
9.5-Db Conversion Gain", IEEE Transactions on Circuits and Systems II:
Express Briefs. Shi, Longxing; Chen, Chao; Wu, Jianhui*; Zhang, Meng. 2014年
卷:59 期:4
页:204-208 吴建辉 时龙兴
2 "A 2.4-GHz All-Digital PLL with a 1-ps Resolution 0.9-mW
Edge-Interchanging-Based Stochastic TDC", IEEE Transactions on
Circuits and Systems II: Express Briefs. Wu, Jianhui; Wang, Zixuan;
Chen, Chao; Huang, Cheng; Zhang, Meng. 2015年
卷:62 期:10
页:917-921 吴建辉 吴建辉
3 "A Low-Power 2.4-GHz Receiver Front End with a Lateral
Current-Reusing Technique", IEEE Transactions on Circuits and Systems
II: Express Briefs. Chen, Chao; Wu, Jianhui; Huang, Dan; Shi, Longxing. 2014年
卷:61 期:8
页:564-568 陈超 陈超
4 "A CMOS Switched Load Harmonic Rejection Mixer for DTV Tuner
Applications", IEEE Transactions on Circuits and Systems I: Regular
Papers. Chen, Chao; Wu, Jianhui; Huang, Cheng; Shi, Longxing. 2013年
卷:60 期:2页:428-436 陈超 陈超
5 "A Secure Reconfigurable Crypto IC With Countermeasures Against
SPA, DPA, and EMA", IEEE Transactions on Computer-Aided Design of
Integrated Circuits and Systems. Shan Weiwei, Fu Xingyuan, Xu
Zhipeng. 2015年
卷:34 期:7
页:
1201-1205 单伟伟 单伟伟
6 "Distributed Congestion Mitigation and Medium Access in Duty Cycling
Wireless Sensor Networks", International Journal of Distributed Sensor
Networks. Liu, Hao; Liu, Ye. 2014年
卷:10 期:8 刘昊 刘昊
7 "Evaluation of Correlation Power Analysis Resistance and Its
Application on Asymmetric Mask Protected Data Encryption Standard
Hardware", IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement.
泛在物联网关键技术及其应用前景分析
泛在物联网关键技术及其应用前景分析
摘要：随着交直流输电规模的迅速扩大，分布式发电设备接入类型与数量快速增加，导致电网复杂程度不断提升，对传统电网形态提出了挑战。另一方面人工智能技术的发展也对电网功能和运行方式提出新的要求。因此，结合泛在物联技术将现有电力系统建设成泛在电力物联网是未来电力能源体系的发展趋势，也是当前阶段国家电网最紧迫、最重要的任务。
关键词：泛在电力物联网;关键技术;应用前景
1泛在电力物联网的特点
1.1 信息感知全面、组网快速灵活
泛在电力物联网中的传感器可以十分方便地根据电力行业的具体应用需求部署在电力系统的各个角落或直接封装于电力设备内部，实现无处不在的全面感知。随着无线通信技术的不断进步与发展，无线传感设备甚至无须架设固定的网络基础设施即可进行灵活部署，并通过自组织协作的方式迅速建立通信连接、快速组网，从而实现对电力系统中各个关键环节、部件及周围环境状态信息的实时感知、采集和处理。这对于涉及范围广泛、结构错综复杂的电力系统来说尤为重要。例如： 将传感器部署于处于恶劣环境、可进入性差的海上风电场中对风电机组进行状态监控，可以大幅度降低风电机组的故障率，提高风电场的经济效益。
1.2 信息融合度高、通信方式灵活
电力系统的运行调度和运行监控要求信息实时、准确、快速地传递，这需要通过有效的数据融合技术及灵活的通信方式才能实现。泛在电力物联网中的传感器在进行信息传递之前，可以对采集到的信息进行初步压缩，以避免冗余数据传递带来的信道拥塞和数据包丢失等问题，然后再将信息传递给网络中的汇聚中心（ 也可称网关或基站） 进行进一步处理与融合，最后通过专用网络等传递给用户终端。同时，传感与通信设备能够以多跳的方式进行无线通信，通信网络中包含多条通信链路。多跳的方式缩短了物联网设备之间的通信距离，多条通信链路也增加了网络通信的灵活性和容错性。
1.3 拓扑变化频繁、具有自愈能力
智慧能源物联网应用
智慧能源物联网应用
能源物联网（IoT）是智慧能源互联网（EoI）变革的重要支撑技术之一，低功耗广域网（LPWA）物联网技术在智慧能源互联网领域将起到关键作用。能源电力领域小数据众多，包括用户侧数据、电力系统边缘数据和智慧能源新技术及新业务数据等。
这些数据包括电气量和非电气量，需要根据LPWA技术特点界定其适用范围，全新规划业务需求和模型。同时,物联网安全需要从终端接入、数据传输和平台安全全面考虑。智慧能源互联网的市场化、高效化和清洁化发展创新了众多新的能源业务场景，对能源物联网的需求将会十分显著。
随着信息、连接和计算为主导的新一轮信息技术革命的兴起，M-ICT技术在各个行业掀起了变革的浪潮。新能源技术革命与此深度融合，在能源电力领域形成了“能源互联网”的革命性发展新趋势。能源互联网使得传统能源电力的开发、输运、存储、交易、使用等均发生革命性的变化；使得能源电力向开放、对等、共享、高效、清洁、可持续方向发展。
能源互联网需要海量的数据连接支持。这些海量数据具备“小数据”特征，包括：业务相关性强；连接难，分布广，分散性强且不易供电；数据价值密度低，需要大数据技术分析；状态变化缓慢稳定，采集频次低；越限影响大，日常关注度低。伴随着“万物互联”的需求，各种物联网技术层出不穷。物联网时代将有数百亿物体接入网络中，传统的接入技术有近距离无线接入技术和移动蜂窝网技术两类，这两类技术都有其优势与不足。 前者包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等，提供近距离高速快速接入的能力；后者是移动蜂窝网技术，满足大范围移动语音/数据的接入需要。这两种技术在功耗、成本、覆盖广度深度等方面受到限制,这两类技术均无法为小数据的连接提供理想的解决方案。像智能表计这样的万物互联的小数据连接需求，催生了低功耗广域（LPWA）技术的兴起。
LPWA技术及CLAA物联网方案
LPWA是一种能适配机器到机器（M2M）的业务，具有流量小，连接数量大等特性，可形成一张广覆盖、低速率、低功耗和低成本的无线接入网络。物联网应用呈现“碎片化的大市场”特点，物联网的发展本身就是多种技术的综合利用和融合发展。当前阶段，LPWA技术体系较多，常见的包括由第3代合作伙伴计划（3GPP）定义的基于授权频段的LPWA技术，如基于长期演进（LTE）空口优化的增强机器类型通信（eMTC）、窄带物联网（NB-IoT）技术，基于非授权频段的LoRa、Sigfox等。针对LPWA物联网的4个典型技术特点和应用碎片化的现实，如何根据不同的LPWA技术特点，选择合适的技术体系，解决物联网建网成本、功耗、覆盖、部署等一系列问题成为重要的研究方向。
物联网关键技术及其应用
浅谈物联网关键技术及其应用
摘 要：物联网概念在国内乃至全球都成为热潮，被称为继计算机、互联网后世界信息产业的第三次浪潮。本文介绍了物联网的由来，阐述了物联网的概念，详细分析了物联网的关键技术，并对物联网的应用进行了探讨。
关键词：物联网；射频识别；传感器；无线网络
中图分类号：tp391.44；tn929.5
1 物联网的概念
2005年11月，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（wsis）上，国际电信联盟（itu）发布了《itu互联网报告2005：物联网》，正式提出了“物联网”的概念。2009年，美国总统奥巴马将物联网上升至美国国家战略，由此引发了世界各国对物联网的追捧。由于世界各国都在投入巨资深入研究探索物联网技术，所以，时下的物联网被普遍认为与当年的“信息高速公路”一样，成为振兴经济、确立竞争优势的关键。美国权威咨询机构forrester预测，到2020年，世界上物物互联的业务，跟人与人通信的业务相比，将达到30比1，因此，“物联网”被称为是下一个万亿级的通信业务。所有的迹象都表明，世界已经开始进入物联网时代。
物联网是指通过射频识别（rfid）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。
2 物联网的关键技术
2.1 射频识别技术
射频识别技术（radio frequency identification，缩写rfid），是20世纪80年代发展起来的一种自动识别技术，利用射频信号及其空间耦合传输特性，实现对静态或移动物体的自动识别。rfid系统主要由电子标签、天线、读写器和主机组成。工作原理是由读写器通过发射天线发送特定频率的射频信号，当电子标签进入有效工作区域时产生感应电流，从而获得能量被激活，使得电子标签将自身编码信息通过内置天线发射出去；读写器的接收天线接收到从标签发送来的调制信号，经天线的调制器（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的，对静止或移动物体的自动识别。
NB-IoT技术在物联网中的应用
技术与检测◎
ＮＢ－ＩｏＴ技术在物联网中的应用
丁 辉
摘 要：ＮＢ－ＩｏＴ作为一种新兴ＬＰＷＡ（低功耗广域网）技术，以超低功耗，低速率、深度覆盖、大链接等技术特点，迅速成为在
物联网通信技术中主流技术之一。通过阐述物联网行业中主流的ＬＰＷＡ通信技术，分析ＮＢ－ＩｏＴ技术自身的技术特点，对比其
他通信技术的优势。介绍了物联网应用中选择ＮＢ－ＩｏＴ网络作为通信方式的应用。
关键词：ＮＢ－ＩｏＴ；物联网；超低功耗；深度覆盖；大连接
一、引言
随着科学技术的发展，物联网技术在信息技术中扮演着
越来越重要的角色。物联网也被称为继计算机、互联网之后
信息技术产业的第三次浪潮。其中ＬＰＷＡ技术主要应用在
低速率，功耗要求比较严格的物联网设备中。ＮＢ－ＩｏＴ就是
新兴的ＬＰＷＡ技术，以其超低功耗，低速率、深度覆盖、大连
接等技术特点，迅速成为许多物联网设备的最佳选择通信方
式。国内运营商也积极推进网络建设，中国电信在２０１７年
打造全球首个商用的ＮＢ－ＩｏＴ网络，目前全网大部分基站已
经升级ＮＢ－ＩｏＴ网络，实现包括偏远山区在内的全国覆盖，整
体ＮＢ－ＩｏＴ覆盖率９７．８４％。截至２０２０年２月，中国市场ＮＢ－ＩｏＴ的连接数已突破１亿。
二、主流ＬＰＷＡ通信技术
目前物联网行业适用的通信技术种类非常多，ＬＰＷＡ主
要针对中远距离、低功耗物联网设备的使用。ＬＰＷＡ通信技
术包含授权频谱（ＮＢ－ＩｏＴ，ｅＭＴＣ）和非授权频谱（ＬｏＲａ，Ｓｉｇ⁃Ｆｏｘ）。ＮＢ－ＩｏＴ是运营商级别的ＬＰＷＡ技术，ＬＰＷＡ技术对
比如图１所示。
图１ ＬＰＷＡ技术对比
三、ＮＢ－ＩｏＴ技术介绍ＮＢ－ＩｏＴ技术最早于２０１４年由华为和沃达丰提出ＮＢ－
Ｍ２Ｍ，经过两年时间完善、更新，于２０１６年６月，ＮＢ－ＩｏＴ核心
标准正式在３ＧＰＰＲ１３冻结。此后ＮＢ－ＩｏＴ技术得到飞速发
展和广泛应用。国内三大运营商积极推进ＮＢ－ＩｏＴ网络建
设，政策上也在引导物联网设备使用ＮＢ－ＩｏＴ网络。ＮＢ－ＩｏＴ是基于蜂窝的低功耗广域网，其构建于蜂窝网
物联网技术与应用论文
物联网技术与应用论文
一、引言
在当今科技飞速发展的时代，物联网技术正以前所未有的速度改变着我们的生活和工作方式。从智能家居到工业自动化，从智能交通到医疗健康，物联网的应用无处不在，为人们带来了极大的便利和效率提升。
二、物联网技术的概述
（一）物联网的定义
物联网（Internet of Things，简称 IoT）是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、 连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。
（二）物联网的技术架构
物联网通常由感知层、网络层和应用层组成。感知层负责采集物理世界的各种信息，如温度、湿度、压力等。网络层负责将感知层采集到的数据传输到应用层，常见的网络技术包括 WiFi、蓝牙、Zigbee 等。应用层则对数据进行处理和分析，为用户提供各种服务和应用。 （三）物联网的关键技术
1、 传感器技术
传感器是物联网感知层的核心组件，能够将物理世界的各种信号转换为电信号，为物联网系统提供数据来源。
2、 射频识别技术（RFID）
RFID 技术通过无线电波实现对物体的非接触式识别和数据读取，广泛应用于物流、仓储等领域。
3、 云计算与大数据技术
云计算为物联网提供强大的计算和存储能力，大数据技术则能够对海量的物联网数据进行分析和挖掘，提取有价值的信息。
三、物联网的应用领域
（一）智能家居
在智能家居领域，物联网技术让家庭设备实现互联互通。用户可以通过手机 APP 远程控制家电，如开灯、调节空调温度、查看冰箱内食物的存储情况等。智能安防系统可以实时监测家庭的安全状况，一旦发生异常情况，立即向用户发送警报。
（二）智能交通
物联网在交通领域的应用包括智能公交、智能停车、交通流量监测等。通过在车辆和道路设施上安装传感器，可以实时获取交通信息，实现交通的智能化管理，提高交通效率，减少拥堵和事故的发生。 （三）工业自动化
5G_Red_Cap移动通信技术解析
IGITCW技术 研究Technology Study
10DIGITCW2023.100 引言RedCap全称为Reduced Capability（降低能力），是一个相对的概念，即轻量化的5G终端，RedCap主要通过对5G速率等能力进行精简，以便精准适配中低速物联场景，提高设备和网络的性价比，从而可以加快5G物联网的扩展应用，实现5G的规模化发展。其标准于2022年6月随着5G R17标准冻结而宣告面世，之后进入标准演进、技术验证、终端研发以及商用预演阶段。1 RedCap应用场景2022年6月，3 GPP R17协议标准被冻结，5G Redcap技术被定义为中高速IoT场景。RedCap通过精简终端天线数和收发带宽，使5G终端设备的成本可以大幅降低，但又能保留大容量、低时延、高可靠、网络切片等5G技术的原生能力，实现了性能和成本的最佳平衡。具体需求如表1所示。表1 RedCap三大应用场景对网络的需求[1-4]设备类型 典型速率 时延可靠性电池寿命设备尺寸视频监控 2～4 Mbps（标准画质）7.5～25 Mbps（超清画质）＜500 ms99%～99.9% / /可穿戴设备上行：2～5 Mbps下行：5～50 Mbps宽松 /至少几天或1至2周紧凑袖珍工业无线传感器＜2 Mbps＜100 ms99.99%至少几年 /5G RedCap移动通信技术解析罗智敏，刘 建（国家无线电监测中心检测中心，北京 100041）摘要：5G规范首次出现在3GPPR15版本中并取得了巨大发展，然而许多物联网应用没有高吞吐量和严格的延迟要求，但时间、成本和功耗是这些应用程序的重要考虑因素。RedCap引入了对5G规范中降低功能无线设备的支持，这些设备比5G设备更简单、成本更低且能耗更低。3GPP技术报告TR38.875指定了RedCap设备的三个应用，包括工业传感器、监控设备（对智能城市和工厂至关重要）和健康可穿戴设备。文章首先介绍了Rel17RedCap的典型应用场景，分析了Rel17RedCap关键技术，其次对RedCap峰值速率进行估算并研究其在不同频段的应用特点；最后对5GRedCap的商用进行了分析和展望，以便让读者更多地了解5GRedCap移动通信技术。关键词：RedCap；物联网；低成本；低功耗doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2023.10.004中图分类号：TN 92 文献标志码：A 文章编码：1672-7274（2023）10-0010-04Analysis of 5G RedCap Mobile Communication TechnologyLUO Zhimin, LIU Jian(State Radio_monitoring_center Testing Center, Beijing 100041, China)Abstract: The 5G specification first appeared in the 3GPP-R15 version and achieved significant development. However, many IoT use cases do not have high throughput and strict latency requirements, but time, cost, and power consumption are important considerations for these applications. RedCap has introduced support for wireless devices with reduced functionality in the 5G specification. Compared to the corresponding devices of 5G, these devices are simpler, cheaper, and consume less energy.3GPP specifies three use cases for RedCap devices, including industrial sensors, monitoring devices (crucial for smart cities and factories), and healthy wearable devices. The article first introduces the typical application scenarios of Rel-17 RedCap, analyzes the key technologies of Rel-17 RedCap, estimates the peak rate of RedCap, and studies its application characteristics in different frequency bands. Finally, it analyzes and prospects the commercial use of 5G RedCap, in order to provide readers with a better understanding of 5G RedCap mobile communication technology.Key words: RedCap; Internet of Things; low cost; low-power consumption.作者简介：罗智敏（1989-），男，汉族，本科毕业，现就职于国家无线电监测中心检测中心。 刘 健（1985-），男，汉族，硕士毕业，现就职于国家无线电监测中心检测中心。DCWTechnology Study技术研究
物联网行业的关键技术突破点
物联网行业的关键技术突破点
随着科技的不断发展，物联网行业已成为一个高度关注的领域。物联网（Internet of Things，IoT）是指通过网络将传感器、设备、物体和人们连接起来，实现信息的交换和共享。在物联网行业的快速发展过程中，有几个关键技术点需要被突破，以进一步推动该行业的发展和应用。
一、传输技术的突破
传输技术是物联网行业的基础，它关乎着信息的实时性、安全性和稳定性。目前，物联网传输技术主要包括无线传感器网络（WSN）、蓝牙、Wi-Fi、以太网等。然而，这些技术在一些特定的环境条件下存在局限性和不稳定性。因此，未来需要通过研究和开发新的传输技术，以解决当前存在的问题。例如，研究人员可以尝试使用更高频率的无线波段，以提高数据传输的速率和可靠性。此外，还可以探索更先进的通信协议和网络架构，以保证大规模的物联网设备间的通信畅通。
二、数据处理与分析的突破
在物联网行业中，海量数据的处理和分析是一个关键问题。物联网设备每时每刻都在产生和收集大量的数据，这些数据需要进行实时处理和分析，从而为决策者提供准确的信息。目前，数据处理与分析主要依靠云计算和边缘计算技术。然而，由于物联网设备数量庞大、数据量巨大，云计算的延迟和能耗方面存在一定的问题。因此，未来可以考虑将部分数据处理和分析推向边缘设备，减少数据传输的延迟，提高处理效率。此外，还可以优化数据压缩算法和数据挖掘算法，以更好地提取数据中的有用信息。
三、安全性和隐私保护的突破
在物联网行业，安全性和隐私保护一直是重点关注的问题。由于物联网设备数量众多、连接方式多样，网络安全威胁也不断增加。为了确保网络中的物联网设备和数据不受到恶意攻击，需要研究和发展更安全可靠的技术。例如，可以运用区块链等技术构建分布式的安全机制，确保数据传输的加密和身份认证。此外，还需要加强隐私保护，制定相关政策和法规，明确数据使用的权限和范围，保护个人和企业的隐私权益。
物联网的关键技术
物联网的关键技术
第一点：物联网的定义与特点
物联网，即Internet of Things（IoT），是指通过互联网、传统通信网络等信息载体，实现物与物相连的网络。物联网把各种信息传感设备与网络结合起来，实现人、机、物的互联互通，从而实现智能化管理和控制。
物联网的主要特点有：
1. 智能互联：物联网不仅仅是物的简单连接，更重要的是通过智能处理，实现对物的实时监控和管理。
2. 高度自动化：通过物联网，很多传统的需要人工操作的流程可以自动化完成，大大提高效率。
3. 数据量大：物联网涉及到的设备数量极为庞大，因此产生的数据量也非常巨大。
4. 低功耗：物联网设备大多是小型的，嵌入式的，因此低功耗是其重要的特点。
5. 安全性：由于物联网涉及到的设备众多，且与个人、企业的敏感信息密切相关，因此安全性是物联网必须考虑的问题。
第二点：物联网的核心技术
物联网的核心技术可以分为以下几个方面：
1. 传感器技术：传感器是物联网的感知层的关键组成部分，它可以将各种物理信号转化为可传输的电信号，是物联网获取信息的重要手段。
2. 通信技术：物联网的设备需要通过各种通信技术连接到网络，目前主要的技术有Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、LoRa等。
3. 大数据技术：由于物联网的数据量大，因此需要使用大数据技术进行数据的存储、处理和分析。
4. 云计算技术：云计算为物联网提供了强大的计算能力，使得物联网的智能处理成为可能。
5. 安全技术：物联网的安全问题包括设备的安全、数据的安全、网络的安全等，需要使用各种安全技术进行保护。 6. 人工智能技术：物联网的智能处理需要依赖人工智能技术，如机器学习、深度学习等。
以上就是物联网的关键技术，希望对大家有所帮助。
第三点：物联网的应用领域
物联网的应用领域非常广泛，几乎涵盖了所有的行业。以下是一些主要的应用领域：
1. 智能家居：通过物联网技术，家庭中的各种设备如灯光、空调、电视、安全系统等可以连接到一起，实现远程控制和自动化管理。
低功耗通信技术在物联网中的应用研究与发展
低功耗通信技术在物联网中的应用研究与发展
随着物联网（Internet of Things，简称IoT）的快速发展，越来越多的设备和传感器逐渐与网络连接，形成一个庞大的数据网。然而，这些设备和传感器通常工作在电池供电的环境下，电池寿命成为制约物联网发展的重要因素。为了解决这一问题，低功耗通信技术应运而生。本文将深入研究低功耗通信技术在物联网中的应用，并探讨其未来的发展趋势。
低功耗通信技术是指在传输数据时能够实现较低的功耗消耗的通信技术。在物联网中，大量的设备需要跟踪和传输各种数据，传统的高功耗通信技术往往无法满足这些设备的需求。而低功耗通信技术的出现解决了这一问题，有效延长了设备的电池寿命，并提高了物联网系统的稳定性和可靠性。
首先，低功耗通信技术在物联网中的应用广泛。物联网中的设备需要实时监测和传输各种数据，如温度、湿度、光照等。而低功耗通信技术的低能耗特点使得设备能够长时间工作，并且实时传输数据。例如，低功耗蓝牙技术在物联网设备中的应用越来越广泛。它能够在短距离范围内快速传输数据，同时能够有效延长设备的电池寿命。因此，在家庭自动化、智能家居、智能健康监测等领域都有低功耗蓝牙技术的应用。
其次，低功耗通信技术在物联网中的发展潜力巨大。随着物联网的快速发展，越来越多的设备和传感器需要进行数据通信。而传统的通信技术往往无法满足大规模连接和低功耗的要求。低功耗通信技术的出现填补了这一空白，为物联网的发展提供了更多的可能性。例如，窄带物联网（NB-IoT）技术在远程监测、环境监测等领域显示出了巨大的潜力。它具有低功耗、广覆盖、宽带传输等特点，可以满足大规模低功耗设备的连接需求，为物联网的发展带来更多机会。
此外，低功耗通信技术的未来发展方向还有待进一步探索。随着技术的不断进步和创新，低功耗通信技术将更加成熟和稳定，为物联网的发展带来更多的机会。例如，与5G技术的结合将为低功耗通信技术的应用提供更广阔的空间。5G技术的高带宽和低时延特点可以为低功耗通信技术提供更快的数据传输速度和更低的能耗。同时，人工智能和大数据分析的发展也将为低功耗通信技术的应用带来更多的可能性。
物联网关键技术
物联网的关键技术
物联网是利用无所不在的网络技术建立起来的，是个典型的交叉新领域，所涉及的技术很多, 其技术细节涉及很多方面，基础前沿研究值得关注。就目前而言，物联网的核心技术主要包括以下几个方面：感知技术、网络通信技术、数据融合与智能技术。物联网的这些关键技术是其最终实现并得以实施的重要保证。
1、感知技术
感知技术主要用于数据的采集，它是物联网的基础，是物联网的触觉和神经，也是物联网进一步研究的重点。目前，信息采集主要采用电子标签和传感器等方式完成。
（1）电子标签
电子标签用于对采集的信息进行标准化标识，数据采集和设备控制。通过射频识别读写器、二维码识读器等实现。
射频识别技术RFID( Radio Frequency Identification )电子标签是近几年发展起来的新技术，也是替代条形码走进物件网时代的关键技术之一。它是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别对象并获取相关数据。它的工作原理是：利用射频电磁波通过空间耦合在阅读器和进行识别、分类和跟踪的移动物品之间实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的。RFID系统一般由阅读器、标签和天线三部分组成，阅读器通过天线发送出一定频率的射频信号,当标签进入磁场时产生感应电流从而获得能量，发送出自身编码等信息被读取器读取并解码后, 发送至电脑主机进行有关处理。
RFID通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别过程无须人工干预 ，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。
（2）传感器
传感器是机器感知物质世界的 “感觉器官”，用来感知信息采集点的个各种环境参数；它可以感知热、力、光、电、声、位移等信号，为物联网系统的处理、传输、分析和反馈提供最原始的信息。它是一种检测装置，能感受到被测量的信息,，并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。我国对传感器的定位是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置, 通常由敏感元件和转换元件组成。传感技术与RFID 技术一样,是获取物体信息的技术,是物体具备智慧的前提。