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光明日报:用科技打开想象力 给出物联网发展的“技象方案”

日期:2022/10/21 类型:新闻资讯

在党的二十大报告中,总书记强调,必须坚持科技是第一生产力,要开辟发展新领域新赛道,不断塑造发展新动能新优势。加快实现高水平科技自立自强,聚焦力量进行原创性引领性科技攻关,坚决打赢关键核心技术攻坚战。技象科技作为科技“国家队”的一员,勇担科技强国使命,聚焦物联网底层关键技术,打破国际技术垄断,搭建了属于中国的物理层基础设施,推进中国通信领域的技术变革,共建物联网时代新标准;成功研发了全国首个拥有100%自主知识产权的TPUNB城域物联专网,形成了完备的物联感知系统,并联合生态产业集群参与各垂直行业的整体解决方案及项目建设,共建窄带无线通信技术的行业标准和国家标准,助力开创属于中国的数字基建新局面。


我们是一群有着家国情怀的攻坚者,我们立志要做服务人民的中国数字新基建开拓者和守望者。现在让我们来看看今天的中央党报《光明日报》第12版——用科技打开想象力 给出物联网发展的“技象方案”。你不仅能深入了解今天的我们,更能深入了解未来的我们。


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   坐落于广州琶洲人工智能与数字经济试验区的广州技象科技有限公司(以下简称“技象科技”),是由中国电子科技集团批准设立的混合所有制高科技企业。自2018年成立以来,技象科技秉持“科技国家队”的基因和理念,用科技打开想象力,勇担科技强国使命,聚焦物联网底层关键技术,打破国际技术垄断,自主搭建物理层基础设施,推进国家通信领域的技术变革,共建物联网时代新标准。技象科技成功研发了拥有100%自主知识产权的TPUNB城域物联专网,形成了完备的物联感知系统,并联合生态产业集群参与各垂直行业的整体解决方案及项目建设,共建窄带无线通信技术的行业标准和国家标准,助力开创国内数字基建新局面。


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破解难题  争当物联网关键技术的“攻坚者”


进入5G时代,万物互联的大幕已经拉开。物联网的空间容量正急速扩大,需要不同的创新技术与公网互补融合发展,而目前被大规模商用的技术,多在技术底层或关键元器件领域被海外市场所掌握,因此打造自己掌控的、具备从底层技术到上层生态的能力尤为重要。“团队发现,开发的应用越复杂,受到底层物联通信技术的约束就越强。”技象科技总裁徐新说,“团队意识到,底层物联通信技术的自主研发,达到广域低耗能,是打开国内市场不同应用场景的必要前提。”


目前,我国的专用广域窄带物联网技术与国外主流技术相比,存在自主可控程度低、标准不统一、复杂电磁环境下覆盖能力不足、终端功耗大等问题,急需突破高性能窄带物联网通信关键技术,实现具备国际竞争优势的自主知识产权、低成本、广覆盖、低功耗窄带物联网系统。


为满足泛在智能、绿色高效、可信安全等需求,技象科技设计研发自有知识产权的新一代物联网技术体制及自主可控的物联网芯片,自主研发出无线窄带物联网通信系统TPUNB(Techphant Ultra Narrow Band),该系统解决了窄带专网领域长期被国外技术“卡脖子”的难题。


技象科技基于自主协议架构及MuFFS(多模式灵活频谱安全接入)空中接口,通过设计象芯1号及象芯2号两种芯片,分步实现具有国际领先水平物联网通信芯片的自主研制。象芯1号系列芯片具备自研的高性能扩频调制技术SIMS(序列索引扩频调制)能力,具备可国产替代国外同类芯片的基础。再加上物理层认证水印添加能力、灵活频谱接入能力、超低功耗唤醒、调度能力,使象芯1号成为一款高性能、超低功耗、低成本的物联网芯片,支持超低功耗休眠、唤醒操作,更具有低功耗、超远距离传输的能力和丰富的外设接口,以适应不同功耗及覆盖距离的物联网应用需求。正在设计研发的象芯2号系列芯片将会在象芯1号基础上全面升级调制解调能力、物理层认证水印添加及检测能力、高阶调制及链路自适应能力,性能上将全面超越前代,达到国际领先水平。


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TPUNB拥有六大核心技术优势:一是拥有强大的组网能力,支持星型组网、点对点组网模式以及链式、树状和网状自组网;二是超低功耗控制,TPUNB拥有更低的芯片级功耗控制,通过极简射频设计及功能关断省电控制,实现极低休眠功耗;三是通信算法增强,基于丰富的大网基站信号处理经验,采用联合扩频解调技术,提升系统灵敏度,采用更高频谱效率的序列索引扩频设计,大幅度提升系统容量和传输效率;四是创新的物理层安全机制,物联网时代需要低开销高效率的网络安全机制,TPUNB从自主可控的物理层协议层面,引入底层高效安全机制,可支持主动式、被动式的物理层安全认证机制;五是支持空中升级(OTA)及空中唤醒,模组自身支持空中升级,同时支持低功耗空中唤醒功能,为交互式和主控式物联网应用提供便利;六是支持OpenCPU,搭建开放的生态圈,进一步降低物联网终端成本和开发难度。


多场景应用  为万物互联赋“智”


TPUNB通过基站、网关等网元设备实现专有网络的点对点覆盖、企业级局域覆盖、城域级广覆盖乃至更为广阔的天地一体覆盖,可实现网络覆盖范围内海量感知终端的超低功耗连接,同时具备高安全性、低成本、易部署、抗干扰能力强、并发用户数量大等特点,可广泛应用于智慧城市、智慧文旅、智慧水务与智慧园区等数字化场景。


基于TPUNB的物联网系统架构包含四个部分:感知层实现对物理世界的感知识别、实时信息采集和控制,主要包括各类感知芯片与模组、感知终端以及数据采集设备等;传输层为各类感知终端及子网提供异构融合接入,综合利用现场、区域、移动等通信网络,实现物联终端跨网互联控制、感知控制信息的安全可靠传输。TPUNB为数量广大的末端感知终端提供安全可靠的窄带传输能力,平台层负责处理数据,在物联网体系中起承上启下作用,主要将来自感知层的数据进行汇总、处理和分析;应用层主要基于平台层的数据解决具体垂直领域的行业问题,面向社会治理、行业应用、民生消费,提供智能感知、安全传输、协同联动、数据供给等综合服务,包括平安城市、智能工厂等应用。


城市级专网


技象科技立足数字“新基建”战略部署,打造城市关键基础设施,助力城市治理、公共安全等领域的数字化建设,积极推进新型智慧城市的发展。技象科技在广州黄埔区科学城,采用TPUNB无线+光纤的宽窄融合通信方案。TPUNB覆盖最后3—5公里,光纤网络提供骨干网络传输,在水文监测、公共安全、交通运输和环境监测等领域,广泛连接感知终端,且在此基础上可持续增加海量感知终端,为城市管理者提供提前预警、精准决策的依据。


局域级专网


TPUNB+4G/5G中型区域专网,助推行业数字化赋能,快速灵活部署中型局域物联专网。开发行业应用,实现企业数字化管理和智慧运营,推动“云化”创新,广泛适用于各类园区、厂区、企业范围的物联网专网部署场景。


技象科技助力多个企业,打造智慧化园区、智慧化工厂。技象科技联合国内电网公司率先启动5G智能电网项目,成功落地“基于5G端到端切片技术的电力通信网”应用示范。该项目是技象科技在“5G+工业互联网”领域的标杆项目,在业务方面实现了变电站eMBB(高清视频回传)、mMTC(低压集抄)等多种业务可信泛在接入,在网络方面实现了基于5G可靠高效的泛在接入网、传输网、核心网承载,在管理方面实现了定制灵活的网络切片、多维资源动态管控及可视化呈现。项目更好地满足了电网业务差异化服务和安全隔离保障需求,提升电网企业对自身业务的自主可控能力和运营效率。


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工业控制通信专网和点对点通信专网


传统的工业控制,大量使用有线通信方式。随着无线通信技术的飞速发展,基于无线通信的工业控制方案越来越受到重视。技象科技以TPUNB为技术内核,为工业控制领域的客户定制研发了工控通信专网系统,以极高的性价比实现了工业场景中的高并发、低时延需求,极大地加快了工业领域数字化转型的步伐。


对于非网络用户,以及自行设计通信网络的用户,技象科技也提供点对点通信专网的架构能力。通过点对点透传模式,模块与模块之间快速收发指令信息,极大降低了通信设施部署的技术门槛。


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数字赋能  做智慧未来的引领者


“十四五”规划纲要中将数字经济独立成篇,描绘出未来5年数字中国建设的崭新蓝图。围绕数字经济发展,规划纲要圈定了物联网等七大重点产业。中国是物联网应用实践和创新开发较多的国家,物联网产值占到了全球的1/4左右,因此围绕物联感知系统研发,未来仍有大量发展空间。


技象科技作为国内本土科技创新企业,立足物联网行业,致力于实现中国自主研发物联网通信技术从无到有的突破,打造100%国产化物联网通信系统。技象科技解决了行业长期以来在物联网通信传输层面的技术难题,推动了国产技术自主可控,增强了自主科技助力国家发展的“底气”。自身不断发展壮大是技象科技应对危机变局、抗击风险挑战最为坚实的基础。未来,技象科技将继续立足自身高质量发展,紧跟形势,抓住机遇,聚焦物联网底层关键技术突破,为国家科技创新注入新活力,推动产业结构优化升级,创造更多发展机遇,助力数字中国建设。