衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展背景、研究現(xiàn)狀、以及未來(lái)前景

今天這篇文章，我們來(lái)聊聊衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)。

請(qǐng)大家注意，我說(shuō)的是“物聯(lián)網(wǎng)”，而不是“互聯(lián)網(wǎng)”。

眾所周知，按使用對(duì)象，互聯(lián)網(wǎng)可以分為“人聯(lián)網(wǎng)”和“物聯(lián)網(wǎng)”。我們普通消費(fèi)者用戶使用的手機(jī)等應(yīng)用，都屬于“人聯(lián)網(wǎng)”。而物聯(lián)網(wǎng)的話，主要是政府或企業(yè)用戶在智慧城市、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等場(chǎng)景使用。

此外，衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)還有一個(gè)重要概念“衛(wèi)星”。這幾年，衛(wèi)星通信的話題熱度極高。但是，大家主要討論的是手機(jī)衛(wèi)星通信，比如我們使用的智能手機(jī)的各種地圖APP，也借助了衛(wèi)星信號(hào)的傳輸。其實(shí)，相比手機(jī)衛(wèi)星通信，衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)的意義和價(jià)值無(wú)論是在覆蓋面還是發(fā)展歷程上，都是更加值得關(guān)注的。

接下來(lái)，我就詳細(xì)給大家介紹一下，衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展背景、研究現(xiàn)狀，以及未來(lái)前景。

█ 衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展背景

衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)，就是基于衛(wèi)星通信的物聯(lián)網(wǎng)。

1957年10月4日，蘇聯(lián)人發(fā)射了世界上第一顆人造地球衛(wèi)星，開(kāi)啟了人類的航天時(shí)代。此時(shí)，衛(wèi)星基本上用于偵查、拍照等特殊性目的。

到了60年代，物聯(lián)網(wǎng)的前身——傳感網(wǎng)，也誕生了，同樣也是出于特殊性目的。1965年，美軍在越南戰(zhàn)場(chǎng)上，為了偵查和轟炸胡志明小道，通過(guò)飛機(jī)空投了大量的偽裝傳感器，構(gòu)建了一張無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)。

從那之后，衛(wèi)星和物聯(lián)網(wǎng)（傳感網(wǎng)）都是各自獨(dú)立發(fā)展，沒(méi)有什么交集。

到70-80年代，衛(wèi)星開(kāi)始轉(zhuǎn)民用，但由于這是一個(gè)昂貴的技術(shù)，所以衛(wèi)星通信主要還是用于高價(jià)值回報(bào)的應(yīng)用，例如衛(wèi)星電話電報(bào)、電視信號(hào)轉(zhuǎn)播、地面遙感、氣象觀測(cè)等，并未大面積走向市場(chǎng)。

而物聯(lián)網(wǎng)（傳感網(wǎng)）這邊，發(fā)展較為緩慢。直到90年代，才開(kāi)始在民用領(lǐng)域有了一些探索。1990年，美國(guó)工程師約翰·羅姆奇（John Romkey）發(fā)明了一臺(tái)可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)打開(kāi)和關(guān)閉的烤面包機(jī)，算是世界上第一臺(tái)真正意義上的“物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備”。

1999年，麻省理工學(xué)院的凱文·阿什頓（Kevin Ashton）教授，首次提出了物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）的概念，表示：“世間萬(wàn)物，皆可互聯(lián)”。

進(jìn)入21世紀(jì)以后，互聯(lián)網(wǎng)的爆炸式發(fā)展，讓衛(wèi)星和物聯(lián)網(wǎng)這兩種過(guò)去無(wú)太多交集的技術(shù)開(kāi)始并行演進(jìn)。

衛(wèi)星這邊，應(yīng)用方向逐漸從衛(wèi)星電話轉(zhuǎn)向衛(wèi)星上網(wǎng)，基于衛(wèi)星的數(shù)據(jù)連接業(yè)務(wù)開(kāi)始出現(xiàn)并崛起。

而物聯(lián)網(wǎng)在2005年被ITU官方正名之后，徹底取代了傳感網(wǎng)，成為一個(gè)新熱點(diǎn)。之后的一段時(shí)間，物聯(lián)網(wǎng)主要以Wi-Fi、藍(lán)牙等短距離通信技術(shù)為主。后來(lái)，隨著蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)的成熟，基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也開(kāi)始走向前臺(tái)。最具代表性的，就是NB-IoT、LTE Cat.1，還有備受關(guān)注的5G。

這兩年，在數(shù)字化轉(zhuǎn)型的浪潮下，隨著物聯(lián)網(wǎng)越來(lái)越快的發(fā)展速度，基于衛(wèi)星通信的萬(wàn)物互聯(lián)，開(kāi)始走向了公眾視野。

█ 衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用價(jià)值

那么，為什么要讓兩個(gè)已經(jīng)分開(kāi)發(fā)展多年的技術(shù)突然要結(jié)合起來(lái)呢？基于衛(wèi)星通信的萬(wàn)物互聯(lián)將是怎樣的互聯(lián)方式？

大家都知道，我們的地球，雖然名叫“地球”，但實(shí)際上是個(gè)“水球”。地球表面的71%是海洋，只有29%才是陸地。

即便是在陸地，人類建設(shè)了那么多年的通信網(wǎng)絡(luò)，也只不過(guò)覆蓋了陸地面積的20%。而海洋的，我們更是只覆蓋了5%。換言之，整個(gè)地球的表面，只有不到10%的面積，有網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋。

那么，問(wèn)題來(lái)了。如果覆蓋率這么低，我們憑什么“互聯(lián)萬(wàn)物”？在沒(méi)有地面通信系統(tǒng)信號(hào)覆蓋的地方，想要開(kāi)展物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，該怎么辦呢？

這就是衛(wèi)星通信的意義所在——借助衛(wèi)星的廣覆蓋能力，彌補(bǔ)地面通信系統(tǒng)的不足，實(shí)現(xiàn)更廣闊的連接。

衛(wèi)星位于太空，正所謂：“站得高，看得遠(yuǎn)”。它的覆蓋能力是地面基站或光纖光纜無(wú)法比擬的。尤其是深山、森林、沙漠、草原、戈壁等地區(qū)，傳統(tǒng)地面通信難以觸及（成本太高、施工難度太大等），都是衛(wèi)星通信可以大展拳腳的地方。

基于衛(wèi)星通信的短信、電話和上網(wǎng)業(yè)務(wù)，可以服務(wù)戶外旅游、探險(xiǎn)科考、航空航海，這些我就不多介紹了。接下來(lái)，我給大家詳細(xì)說(shuō)說(shuō)，衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)的幾個(gè)典型案例。

• 資產(chǎn)管理

企業(yè)都有自己的資產(chǎn)，需要對(duì)資產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和管理。

有些企業(yè)的資產(chǎn)分布較廣，可能在偏遠(yuǎn)地區(qū)（例如戈壁地區(qū)的油田、深山里的水電站等）。采用人力前往巡查，會(huì)產(chǎn)生較大的成本。而傳統(tǒng)蜂窩基站，又覆蓋不到。

這時(shí)候，就可以讓數(shù)據(jù)采集終端通過(guò)衛(wèi)星通信，及時(shí)上報(bào)企業(yè)資產(chǎn)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)。

車(chē)船追蹤，甚至飛行器追蹤，也是資產(chǎn)追蹤管理的一種。通過(guò)交通工具上的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，可以讓管理者隨時(shí)知道車(chē)、船、飛機(jī)的位置，及時(shí)發(fā)現(xiàn)是否存在異常。

• 地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)

這幾年地質(zhì)災(zāi)害頻繁，例如地震、山體滑坡等，對(duì)居民生命和財(cái)產(chǎn)安全造成了不小的威脅。

事實(shí)上地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生前，都會(huì)有一些例如抖動(dòng)、山體位移等征兆。這個(gè)征兆靠人力很難察覺(jué)，但通過(guò)安裝檢測(cè)設(shè)備，自動(dòng)上報(bào)監(jiān)測(cè)到的抖動(dòng)信息、位移信息，就可以提前進(jìn)行災(zāi)害預(yù)警，減少損失。

而監(jiān)測(cè)點(diǎn)一般都比較偏遠(yuǎn)，且都是室外露天場(chǎng)所，非常適合采用衛(wèi)星通信技術(shù)。

現(xiàn)在城區(qū)很多危險(xiǎn)品爆燃事故，其實(shí)也可以通過(guò)衛(wèi)星通信進(jìn)行監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置有害氣體傳感器，及時(shí)上報(bào)異常即可。

• 農(nóng)業(yè)應(yīng)用

現(xiàn)在很多農(nóng)林牧漁場(chǎng)景都是規(guī)?；\(yùn)作，面臨著大面積、遠(yuǎn)距離等問(wèn)題，同時(shí)農(nóng)業(yè)場(chǎng)景對(duì)環(huán)境的要求也很高，需要實(shí)時(shí)對(duì)溫濕度、土壤成分等進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測(cè)。很明顯，矛盾產(chǎn)生了。人力所能采集到的數(shù)據(jù)不僅在準(zhǔn)確性上有待考究，同時(shí)效率低、成本高。所以，衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)成為了解決這個(gè)矛盾的新思路。

在畜牧業(yè)場(chǎng)景，對(duì)大量的牲畜進(jìn)行放牧，也可以借助衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)，防止牲畜走失。

野生動(dòng)物保護(hù)、重要植被保護(hù)，道理也是一樣。衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)可以大大提升保護(hù)效率，降低成本。

總而言之，衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用還有很多。幾乎在所有行業(yè)，都可以找到落地場(chǎng)景。

大家會(huì)發(fā)現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用有一些普遍特點(diǎn)，例如分布廣、節(jié)點(diǎn)多、露天場(chǎng)景多、通信數(shù)據(jù)量小、對(duì)時(shí)延不敏感等。這些特點(diǎn)，都與衛(wèi)星通信極為匹配。正因?yàn)槿绱?，衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)正在快速崛起，成為行業(yè)重點(diǎn)推動(dòng)的方向。

█ 衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)進(jìn)展

想要大力推動(dòng)衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，離不開(kāi)兩個(gè)重要環(huán)節(jié)：網(wǎng)絡(luò)、終端。

網(wǎng)絡(luò)這邊，大家應(yīng)該都有所關(guān)注。近年來(lái)，衛(wèi)星通信技術(shù)的進(jìn)步很快。高通量衛(wèi)星（HTS，High Throughput Satellite）的出現(xiàn)，還有低軌（LEO）衛(wèi)星星座的建設(shè)，大大提升了衛(wèi)星通信的速率、容量以及覆蓋。

高通量衛(wèi)星的帶寬能力，比傳統(tǒng)衛(wèi)星（低通量，1-2Gbps以內(nèi)）多了幾倍甚至幾十倍。它采用了更高的通信頻段，更大的衛(wèi)星搭載平臺(tái)，更多的轉(zhuǎn)發(fā)器，更先進(jìn)的天線技術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)成為各個(gè)國(guó)家發(fā)展GEO衛(wèi)星的首選。

低軌衛(wèi)星（LEO）星座就更不用說(shuō)了，大家應(yīng)該都比較熟悉。馬斯克的星鏈，就屬于低軌星座。因?yàn)檐壍栏叨雀?，衛(wèi)星數(shù)量更多，所以低軌衛(wèi)星能實(shí)現(xiàn)更小的時(shí)延，還有更高的速率和容量。

除了網(wǎng)絡(luò)之外，終端同樣也是實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵。終端上必須安裝衛(wèi)星通信模組，才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)。

今年以來(lái)，模組廠商在衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域已有不少動(dòng)作。

就在幾天前，移遠(yuǎn)通信就宣布，面向物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用推出了CC200A-LB衛(wèi)星通信模組。

這個(gè)模組主要針對(duì)的就是為那些蜂窩網(wǎng)絡(luò)無(wú)法覆蓋的偏遠(yuǎn)區(qū)域，提供可靠的全球無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋和連接，應(yīng)用在海事、運(yùn)輸、重型設(shè)備、農(nóng)業(yè)、采礦以及石油和天然氣監(jiān)測(cè)等場(chǎng)景下。

究竟衛(wèi)星通信模組和普通的蜂窩模組有什么區(qū)別？就CC200A-LB，我們一起來(lái)看下。

CC200A-LB搭載的是物聯(lián)網(wǎng)通信和解決方案提供商ORBCOMM的衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)連接平臺(tái)，使用 Inmarsat GEO星座的L頻段，通過(guò)IsatData Pro（IDP）衛(wèi)星服務(wù)提供可靠的全球連接，并支持雙向通信、低延時(shí)和近乎實(shí)時(shí)的報(bào)告功能。

該衛(wèi)星模組還可搭配蜂窩模組使用，打造支持“衛(wèi)星+蜂窩”雙模連接的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

在外觀設(shè)計(jì)上，CC200A-LB衛(wèi)星模組采用緊湊型LCC+LGA封裝（尺寸為 37mm x 38mm x 3.35mm）。其還支持多星座GNSS定位，以及簡(jiǎn)單易用的AT命令集。

CC200A-LB模組支持的最大發(fā)送消息為6.4 Kbytes，最大接收消息為10 Kbytes。其典型的傳輸延遲在100字節(jié)時(shí)為20秒，在1KB時(shí)為40秒。接收延遲方面，在100字節(jié)時(shí)為12秒，在1KB時(shí)為70秒。

CC200A-LB衛(wèi)星模組還將兼容ORBCOMM計(jì)劃于2023年第四季度推出的OGx服務(wù)，屆時(shí)將大大提升消息傳輸?shù)乃俣群痛笮?，真正打造超低延時(shí)的信號(hào)傳輸體驗(yàn)。

在GNSS定位能力上，CC200A-LB衛(wèi)星模組全面支持GPS L1、GLONASS L1、Galileo E1和北斗 B1頻段。

除了模組本身之外，移遠(yuǎn)通信還承諾可以提供QCMP連接管理平臺(tái)服務(wù)，以及配套天線解決方案等一站式服務(wù)。

“移遠(yuǎn)連接管理平臺(tái)”（QCMP）平臺(tái)提供中心化、易用的解決方案，能幫助客戶管理、監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備及其網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)。用戶還可通過(guò)該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備激活、數(shù)據(jù)流管理、收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)管理等多種功能，幫助客戶更好地部署自身業(yè)務(wù)。

CC200A-LB模組同樣可搭配移遠(yuǎn)配套天線使用。該天線專門(mén)針對(duì)衛(wèi)星連接進(jìn)行了優(yōu)化，支持螺絲安裝或磁性安裝方式。同時(shí)，客戶還可以根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行天線定制，同樣可以實(shí)現(xiàn)更高性能的衛(wèi)星通信功能。

根據(jù)移遠(yuǎn)通信官方透露的消息，CC200A-LB模組已于今年3月提供工程樣片，6月份將提供客戶樣片，9月份正式量產(chǎn)。

█ 最后的話

衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是國(guó)家新基建的重要建設(shè)領(lǐng)域。衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)作為衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的組成部分，擁有極為廣闊的發(fā)展前景。

根據(jù)美國(guó)北方天空研究所的報(bào)告顯示，全球衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)中，我國(guó)是全球未來(lái)十年唯一有望實(shí)現(xiàn)年復(fù)合增長(zhǎng)率超10%的市場(chǎng)，可帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)全面實(shí)現(xiàn)信息化、智能化并推動(dòng)服務(wù)創(chuàng)新、業(yè)態(tài)創(chuàng)新、金融創(chuàng)新和相關(guān)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，創(chuàng)造萬(wàn)億級(jí)的產(chǎn)業(yè)價(jià)值。

希望有更多的企業(yè)能加入到衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，孵化更多的行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景，共同助力數(shù)字化轉(zhuǎn)型和數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。衛(wèi)星通信，將加速走進(jìn)千家萬(wàn)戶！

以上信息由英利檢測(cè)（Teslab）整理發(fā)布，歡迎一起討論，我們一直在關(guān)注這方面的發(fā)展，如有引用也請(qǐng)注明出處。

國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)；唯一覆蓋中國(guó)和歐美運(yùn)營(yíng)商認(rèn)證服務(wù)機(jī)構(gòu)；業(yè)內(nèi)最為優(yōu)秀第三方認(rèn)證服務(wù)商之一；專業(yè)的人做專業(yè)的事；

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