TPUNB(Techphant Ultra-Narrow Band)技术是由技象科技自主研发的低功耗广域物联网(LPWAN)无线窄带通信系统。这种技术专为物联网(IoT)应用而设计，旨在提供高效、低功耗、长距离的无线通信解决方案。
一、 TPUNB技术简介
1. 技术背景
随着物联网的发展，市场上对低功耗、广覆盖、低成本的无线通信技术需求不断增长。传统的蜂窝网络和Wi-Fi网络虽然覆盖广、速度快，但它们的功耗较高，不适合许多物联网应用场景。为了弥补这一不足，LPWAN技术应运而生，而TPUNB就是其中的一种创新性方案。
2. 核心技术特点
- 窄带通信：TPUNB采用超窄带(Ultra-Narrow Band)通信技术，这意味着它使用非常窄的频谱带宽进行数据传输。这样可以显著提高信号的抗干扰能力和传输距离。
- 低功耗：TPUNB的设计非常注重功耗优化，适合那些需要长时间运行且难以频繁更换电池的设备，如远程传感器和监控设备。
- 长距离传输：由于采用了窄带通信，TPUNB可以实现更远的传输距离，覆盖范围可达数公里，甚至在城市环境中也能达到几百米的通信距离。
- 抗干扰性：TPUNB的信号调制技术具有较强的抗干扰能力，即使在复杂的电磁环境中也能保持稳定的通信。
- 高并发性：TPUNB支持大量设备同时接入网络，这使得它特别适用于需要大规模连接的物联网场景，如智慧城市和工业物联网。
3. 应用场景
TPUNB技术广泛应用于多个领域：
- 智慧城市：通过连接海量生态感知终端，实现城市基础设施的智能化管理和运营。
- 数字乡村：助力农村地区的数字化转型，提升农业生产的效率和管理水平。
- 工业物联网：应用于智能制造、智能物流、智能仓储等领域，实现对工业生产过程的实时监测和控制。
- 智慧农业：解决过度生产、资源浪费等问题，推动农业向可持续发展转型。
4. 全栈式解决方案
TPUNB是技象科技从物理层到应用层的全栈式针对物联网应用场景的通信系统。基于TPUNB物联专网组成的物联感知系统，可连接海量生态感知终端，并已实现规模化商用。
总之，TPUNB技术凭借其低功耗、长距离、高并发和强抗干扰等优势，在物联网领域展现了巨大的应用潜力和市场前景。
二、 TPUNB技术的具体实现方式和技术细节
TPUNB技术是技象科技自主研发的一种无线窄带物联网通信系统，具有从物理层到应用层的全栈式设计，广泛应用于智慧城市、数字乡村和工业物联网等领域。其具体实现方式和技术细节如下：
1. 网络架构
TPUNB网络架构分为六个层次：
- 应用层：负责处理用户数据和应用逻辑。
- 平台层：提供设备管理和数据分析服务。
- 传输层：支持多种通信协议和数据传输。
- 基站/网关/移动网关：作为网络的核心节点，负责数据的接收和转发。
- 中继：用于扩展网络覆盖范围，提高信号强度。
- 第三方网关：连接其他网络或系统，实现跨网络的数据交互。
2. 感知层与通信层
- 感知层：包括各种感知终端，如传感器、RFID标签等，用于收集环境信息。
- 通信层：采用低功耗窄带通信技术(NB-IoT)，结合蜂窝通信技术的特点，实现低成本、大容量、广覆盖的城域物联网建设。
3. 组网方式
- TPUNB采用多跳链型组网方式，通过中继节点来增强信号和扩展网络覆盖范围，从而实现更高效、稳定的通信。
4. 技术特点
- 高并发、高稳定性：TPUNB能够处理大量并发连接，并保持高稳定性，适用于需要高可靠性的工业自动化控制场景。
- 超窄带通信：利用超窄带技术，显著降低功耗，延长电池寿命，适合远程、低功耗的应用需求。
- 全栈式解决方案：从物理层到应用层提供完整的解决方案，确保系统的灵活性和扩展性。
5. 应用领域
TPUNB广泛应用于以下领域：
- 智慧城市：通过连接海量感知终端，实现城市基础设施的智能化管理。
- 数字乡村：提升农村地区的信息化水平，促进农业现代化。
- 工业物联网：提高制造业的生产效率和灵活性，支持智能制造。
三、 TPUNB技术在智慧城市中的应用案例
TPUNB技术在智慧城市中的应用案例主要体现在以下几个方面：
- 城市感知神经网络的构建：广州市政务服务数据管理局主办的广州市数字政府创新应用平台政企对接会上，展示了TPUNB如何通过物联感知系统赋能智慧城市建设。
- 智慧园区和智能电力：技象科技基于TPUNB物联专网，为各垂直行业提供完整的物联网通信解决方案及项目建设，包括智慧城市、智慧园区和智能电力等领域。
- 多场景物联专网解决方案：技象科技展示了基于TPUNB技术实现的城域物联专网、局域物联专网、工业智控专网和终端自组网等多场景的物联专网解决方案。
- 城市级和企业级专网建设：TPUNB技术被用于建立城市级专网和企业级专网，以及点对点局域专网，这些应用已经得到了实际落地。
- 古树名木智能管理：海珠区利用TPUNB通信技术对全区古树名木进行智能管理，这是TPUNB技术在具体城市管理中的一个实际应用案例。
四、 TPUNB技术如何解决物联网设备的高并发连接问题?
TPUNB技术通过多种方式解决物联网设备的高并发连接问题。首先，TPUNB技术基于自组织网络(ad hoc network)，这种网络能够实现终端节点之间的直接通信，从而扩展和延伸传输信号。这种自组织的特性使得TPUNB技术可以灵活地应对大量设备同时在线的情况。
其次，TPUNB技术在底层通信能力方面具有显著优势。它基于MUFFS空中接口技术和芯片技术，提供了坚实且安全的底层通信能力。这意味着即使在高并发环境下，TPUNB技术也能保证数据传输的安全性和稳定性。
此外，TPUNB技术还构建了一个从芯片、模组、网元设备到底层通信协议栈的全新物联感知系统，实现了窄带物联专网全产业链的覆盖。这种全面的覆盖能力进一步增强了其在处理高并发连接时的性能。
五、 TPUNB技术的市场竞争对手有哪些
TPUNB技术的市场竞争对手主要包括LoRa技术和NB-IoT技术。
1. LoRa技术：
- 优势：LoRa技术具有长距离传输能力和低功耗特性，能够实现更远的通信距离和覆盖更广的区域。此外，LoRa设备的功耗非常低，适合需要长时间运行的应用场景。
- 不足：与TPUNB相比，LoRa在传输距离、抗干扰性和网络容量方面存在劣势。
2. NB-IoT技术：
- 优势：NB-IoT技术在连接数、覆盖范围和延迟方面表现出色，适用于大规模物联网应用。
- 不足：NB-IoT组网需要依赖公网节点，因此在网络信号不佳的地区不如TPUNB灵活或高效。
相比TPUNB，LoRa技术在长距离传输和低功耗方面有优势，但在传输距离、抗干扰性和网络容量方面不如TPUNB，NB-IoT在公网覆盖不到的地区没有TPUNB灵活。
六、 TPUNB技术的未来发展趋势和潜在的技术创新点
TPUNB(Techphant Ultra Narrow Band)技术作为物联网通信领域的重要创新，其未来发展趋势和潜在的技术创新点主要集中在以下几个方面：
TPUNB技术已经为工业物联网提供了高性能的工业网关，并结合DSME算法，帮助客户在边缘侧进行高效的数据处理和计算。这种能力使得TPUNB在工业物联网中的应用更加广泛和深入，特别是在需要实时数据处理和低延迟响应的场景中。
技象科技开发的TPUNB超窄带物联网通信系统及芯片具有完全自主知识产权，整体技术达到国际先进水平。基于S-FSK的低功耗广域物联网技术实现架构属国际首创。这表明TPUNB在通信效率和功耗控制方面具有显著优势，能够满足大规模物联网设备的连接需求。
TPUNB技术与LPWAN技术的融合使用是当前的一个重要趋势。这种融合不仅提升了通信的稳定性和可靠性，还增强了对潜在危险的智能预警监测能力。例如，在工业物联网中，通过安装TPUNB网关和智能预警监测主机，可以实现对生产环境的实时监控和预警，从而保障生产的稳定运行。
技象科技定期举办TPUNB技术创新生态大会，邀请物联网行业的精英、专家学者以及上下游企业领导者共同探讨国产自主可控窄带物联通信技术的发展。这种形式的交流和合作有助于推动TPUNB技术的进一步发展和应用。
TPUNB超窄带物联网通信系统及芯片已经通过科技成果鉴定，获得了中国科学院院士的高度评价。这种国际认可不仅验证了TPUNB技术的创新性和实用性，也为未来的市场推广和技术应用奠定了基础。
TPUNB技术的未来发展趋势将集中在提升工业物联网的通信性能、开发高效的超窄带通信系统、实现低功耗广域物联网技术的融合应用、加强行业内的合作与交流，以及获得更多的国际认可和科技成果鉴定。
