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NB-IoT智能水表的技术优势

当前栏目:行业资讯日期:2019-01-18 09:26:32浏览量:49

随着经济社会的发展,人们的居住条件获得了极大的改善,住宅变得越来越智能化,而传统水表在使用中存在着监控困难、成本过高、稳定性差等缺点,NB-IoT智能水表的出现将能从根本上解决上述问题。NB-IoT智能水表具有覆盖范围广、可靠性高、成本低廉等优点,不仅可以实现水表管理的智能化,更能为未来智慧城市的发展提供技术上的支持。

NB-IoT智能水表的技术优势

一、NB-IoT智能水表的实现

智能水表是在传统水表的技术基础上,应用TI的微处理器、旋转扫描接口SCANIF的一体化芯片MSP430FW42X,该芯片具有很多方面的应用优势,包括功耗较低、覆盖范围宽、准确度高、运行稳定等,在小流量的情况下能够维持极高的探测精度,而且长时间使用也不会受到水锈的影响,应用加装金属膜的叶轮在其中旋转,通过传感装置将其转化为可传输的电信号,并送至微处理器的SACNIF接口,从而计算得到相应流体的流量以及方向,内部安装的定时状态机能够自动的进行信号探测,微处理器对获得的信号进一步的处理,并加密后根据通信协议封装到报文当中,最终经过NBIoT通信模组向外发送。供电采用的是锂亚硫酰氯电池,8.5Ah的容量可持续运行10年以上。水表主控MCU的最低功耗为5uA,汇集了LCD驱动、掉电保护以及电源电压监控装置,具有丰富的接口资源,可用性高。NB-IoT模组的硬件方面选用BC95,休眠、待机功耗分别为5uA、6mA。发射功率为23dBm,接收灵敏度为-129dBm。利用串口和使用标准AT命令集能够非常方便的进行控制,及时的向云平台传送各种采样数据信息。

云平台的实现:通信运营商针对NB-IoT网络技术构建了专门的物联网云平台,所有的应用终端都能够在该平台上进行注册,而且可以通过MQTT、HTTP,CoAP等协议来完成信息数据的及时传送。

服务器和客户端的实现:NB-IoT智能水表各类功能的实现需要在水务管理中心设置相应的服务器,以用于终端控制和信息数据的处理,客户端则选用基于B/S架构的web网页系统,此外,选用MicrosoftVisualStudio2015开发平台,选用面向对象的C#开发语言,选用HTMLS,javascript和jquery等技术开发前端页面,数据库的实现则选用关系型数据库Oracle。

性能测试与分析:最后,我们还要对NB-IoT技术的通信功能进行测试,选择福州市仓山区三盛巴黎岛社区的397户住户水表进行测试,对原有机械水表更换NB-IoT智能水表。利用小区外部的一个NB-IoT通信基站进行信息的查收,连续运行三个月的时间后,对得到的数据进行分析,结果表明抄收成功率达到了98%,定时上报抄收成功率也达到了98%。

二、NB-IoT智能水表的技术优势

NB-IoT技术在智能水表领域的应用,能够实现数据信息的实时获取、系统状态检测、指令下发等功能,能够分时分段设计采集频率,在用水高峰期适当的提高频率。将得到的用水数据信息进行及时的整理和分析,对用水状况进行更加科学、合理的动态化管理,提升运行效率,改善服务质量,不断提高服务品质。NB-IoT智能水表,应用的是端到端的安全管理方案,其抗干扰功能、数据可靠性等方面有着更高的保障。具体来说:

(1)针对当前水表普遍存在的问题,智能水表能够有效地减少抄表成本,实现实时的数据传输,及时的故障排查与解决,以及运营效率的提升等。

(2)针对当前水表的安全问题,通过应用端到端的安全解决方案,可以更加可靠的对数据进行保障。基于授权频谱构建的系统网络,不管是抗干扰能力,还是数据安全性等都有着更加可靠的保障,而且便于推广运行。

(3)针对当前水表的功耗问题,通过使用低功耗的采集单元,NB-IoT技术能够显著的减少能耗,实践表明,在正常运行环境下NB-IoT水表的功耗能够满足持续使用10年的规格要求。

(4)针对当前水表的信号覆盖问题,NB-IoT技术,具有覆盖范围广,数据容量大,可靠性高等特点,可有效的解决水表的安装过于密集或是过于分散,安装环境复杂等实际问题。

(5)针对当前水表的连接问题,构建统一的NB-IoT平台,能够接受多种不同的物联网应用。可有效解决协议的兼容性问题,不同供应商设备的集成问题等。同时,还能满足水表终端对便捷性的需求,以及未来的大规模连接需要。

三、福州市智能水务项目进展

由福州市政府与省经信委、华为公司和智润公司共同签署《NB-IoT项目四方合作备忘录》,计划部署覆盖全福州市的30万台水表。国内首个NB-IoT规模商用的承接项目已落地福州,由市自来水公司与智润公司签订福州市城市供水漏损治理合同、节水管理合同,共同打造福州市城市供水漏损治理项目,即将进入实施阶段。与此同时,福建省三大电信运营商也积极参与了NB-IoT网络基站建设,分别与福州市政府签订了战略合作协议,致力于网络基站改造升级和NB-IoT产业化发展,现已在NB-IoT试点应用区域完成基站部署,初步形成了满足NB-IoT规模商用的通信网络。

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(1)NB-IoT芯片模组情况

鉴于NB-IoT芯片首次投入大规模商用,华为公司要求适当放缓大批量商用步伐,延长测试时间,增加正式商用测试案例后,采用升级后版本的芯片模组投入正式大规模商用,导致NB-IoT芯片模组的大规模供货时间延后。7月7日华为公司正式发布NB-IoT芯片规模商用版本(Boudica120芯片B657版本),并提供给NB-IoT模组厂家上海移运公司进行测试生产。此版本芯片完全适应水表抄表等固定场景的B-IoT业务,可满足我市NB-IoT智能水表项目需求。目前,上海移远公司经过严格测试后已启动模组生产。预计8月9日可提供第一批6000片NB-IoT模组给智润科技公司,在8月15日左右可提供2万个NB模组。

(2)NB-IoT智能水表试点情况

目前,智润科技公司已完成金色家园小区(移动网络)、三盛巴厘岛小区(联通网络)、冬馨苑小区(电信网络)三个试点小区的第一批无线NB-lot物联网水表的换装任务。三个试点小区共1459台NB-IoT智能远传水表数据已全部传回市自来水公司内网,可直接在线查看用户每天24个时点用水时时在内的相关数据信息。

四、结语

NB-IoT智能水表的应用,结合了NB-IoT技术的覆盖范围广、功耗低、安全性高等技术特点,有效的解决了当前水表计量的数据准确性、实时性、便捷性等问题。未来随着水表、流量计、压力计等更多水务设备的接入,如何才能更好的利用这些设备产生的数据来进行管理将是水务部门必须解决的难题,而云计算、大数据技术的应用恰能很好的解决上述问题。而NB-IoT技术、大数据、云计算的进一步融合,可以更加有效的运用水务信息,在很大程度上提升管理效率,从而能够更加智能的管理城市的供水、用水问题,为智慧城市的建设发展提供技术上的支持。