NB-Iot智能無線遠傳水表

1.1概況

現行水費回收所采取的傳統的抄表員按月入戶抄表，人工收費的辦法，日益成為自來水公司改善效益、提高管理水平的障礙。抄表員工作強度大，效率低且工資、福利及設施管理費用不斷增加。該辦法收費使得企業在水購銷結算上不同步，占用企業大量的資金，而且自來水公司與用戶之間還容易發生糾紛。對于自來水用戶而言，既要按預約時間在家等候，還要受抄表人員入戶打擾，此外人情抄表，人情收費，人為盜水，水表故障漏水更使自來水公司的漏損越來越大。
目前，住宅水、電、氣、熱表遠程抄表系統形式多樣，但市場比較混亂，技術上尚不成熟，沒有一個被市場認可的完整系統實施管理方案。傳統的有線抄表系統布線復雜、可靠性差、維護困難，難以實現管理升級，不能滿足舊樓系統改造的市場要求。
無線遠傳水表雖然解決了入戶的問題，但其無線網絡需要中間硬件設備和軟件做支持；由于無線傳輸的低功耗要求，水表很難實現實時在線監測；加上設備使用環境的千差萬別，網絡的穩定性難以保證。

1.2技術優點

物聯網水表是一款基于移動網絡，以膜式水表為基表，加裝電子控制器的具有遠程數據傳輸的水計量器具。水表采用NB-IOT芯片模組，使用物聯網專號，由物聯網專網實現智能抄表、智能收費等業務。
物聯網表有效解決現場抄表收費的技術問題，兼顧用戶與水管理部門的諸多利益，做到簡化操作程序，方便用戶。它由水表基表部分、微控制器系統、移動NB-IOT模塊組成。表終端具有可靠性高、精度高、功耗低的特點，與其他抄表方式比較，其優點突出是：
l  提高工作效率，進一步減少維護成本；
l  無須布線布網，沒有中間設備，不需要繁瑣的網絡調試；
l  有效解決差費率問題；
l  實施掌握表的運行狀態，有效防止滴漏問題；
l  無源直讀計數器的引用，提高了產品的穩定性和電池使用壽命；
l  支持網絡支付功能；
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2.1物聯網系統

系統由物聯網水表、租用的移動網絡和水表管理平臺組成。在使用過程中，物聯網水表按照管理系統提出的要求將管理平臺所需的信息，例如：表的水使用數據，表的狀態等，通過NB-IOT模塊和移動互聯網絡直接將信息發送到自來水公司信息管理平臺的數據服務器，服務器會響應水表的信息并返回應答數據，從而實現表端與后臺的數據的雙向互聯。
用戶可以通過網上銀行、手機終端對自家水表數據的訪問和充值。
另外自來水公司可以通過每天自動收集到的使用數據，統計分析數據將為水使用的供銷差以及用水數據預測提供準確的數據依據。
 

2.2物聯網表的組成部分及工作原理

物聯網水表是一款基于移動網絡，以膜式水表為基表，加裝電子控制器的具有遠程數據傳輸的水計量器具。水表采用NB-IOT芯片模組，使用物聯網專號，由物聯網專網實現智能抄表、智能收費智能控制等業務。
采用一體化結構，使用內置鋰電池的方式供電，使用主板與NB-IOT模組組裝完成所有的計量、存儲，數據傳輸等功能，結構示意圖如下：

單片機使用意法半導體STM8L152C6T6，可以作為程序和數據存儲區使用。
使用獨立的存儲器，可存儲12月每天每月的歷史數據，服務器軟件可通過相關指令獲得制定月份的數據，很大程度的提高數據可靠性。
直讀模塊主要完成對水表計數器的智能識別，平時無需耗費額外電量，只需要在抄表時對直讀模塊供電，并讀取讀數。
電源管理模塊主要用來完成電池電壓進行檢測判斷，用來提醒用戶或管理部門盡快更換水表中的電池，保證水表的正確計量。電池模塊內置大電量鋰電池供電，加上NB-Iot所固有的低功耗方案，有效保障電池10年以上使用壽命。
NB-IOT模塊用來實現水表與服務中心的數據通訊連接，將水表的計量和狀態數ss據上傳，并接收后臺充值數據或控制指令，是水表與后臺通訊的主要部分，主要傳輸的數據：
l  表號 (源于表具條形識別碼 )
l  表具的時鐘
l  表具的軟件版本號
l  表具的讀數 (累計量 )
l  表具電池壓
l  表具的狀態
l  通信號強度等
l  表具防護狀態
l  表具凍結用水量
電源模塊完成對電池電壓的監測、穩壓等作用，為整個電路板提供穩定的電源供應，當檢測到電源電壓低于設定值時，水表會告知后臺更換電池。