NB-Iot智能無線遠(yuǎn)傳水表

1.1概況

現(xiàn)行水費(fèi)回收所采取的傳統(tǒng)的抄表員按月入戶抄表，人工收費(fèi)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(qiáng)度大，效率低且工資、福利及設(shè)施管理費(fèi)用不斷增加。該辦法收費(fèi)使得企業(yè)在水購銷結(jié)算上不同步，占用企業(yè)大量的資金，而且自來水公司與用戶之間還容易發(fā)生糾紛。對(duì)于自來水用戶而言，既要按預(yù)約時(shí)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(fèi)，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(yuǎn)程抄表系統(tǒng)形式多樣，但市場(chǎng)比較混亂，技術(shù)上尚不成熟，沒有一個(gè)被市場(chǎng)認(rèn)可的完整系統(tǒng)實(shí)施管理方案。傳統(tǒng)的有線抄表系統(tǒng)布線復(fù)雜、可靠性差、維護(hù)困難，難以實(shí)現(xiàn)管理升級(jí)，不能滿足舊樓系統(tǒng)改造的市場(chǎng)要求。
無線遠(yuǎn)傳水表雖然解決了入戶的問題，但其無線網(wǎng)絡(luò)需要中間硬件設(shè)備和軟件做支持；由于無線傳輸?shù)牡凸囊螅砗茈y實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)；加上設(shè)備使用環(huán)境的千差萬別，網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性難以保證。

1.2技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

物聯(lián)網(wǎng)水表是一款基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，以膜式水表為基表，加裝電子控制器的具有遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃?jì)量器具。水表采用NB-IOT專用芯片模組，使用物聯(lián)網(wǎng)專號(hào)，由物聯(lián)網(wǎng)專網(wǎng)實(shí)現(xiàn)智能抄表、智能收費(fèi)等業(yè)務(wù)。
物聯(lián)網(wǎng)表有效解決現(xiàn)場(chǎng)抄表收費(fèi)的技術(shù)問題，兼顧用戶與水管理部門的諸多利益，做到簡(jiǎn)化操作程序，方便用戶。它由水表基表部分、微控制器系統(tǒng)、移動(dòng)NB-IOT模塊組成。表終端具有可靠性高、精度高、功耗低的特點(diǎn)，與其他抄表方式比較，其優(yōu)點(diǎn)突出是：
l  提高工作效率，進(jìn)一步減少維護(hù)成本；
l  無須布線布網(wǎng)，沒有中間設(shè)備，不需要繁瑣的網(wǎng)絡(luò)調(diào)試；
l  有效解決差費(fèi)率問題；
l  實(shí)施掌握表的運(yùn)行狀態(tài)，有效防止滴漏問題；
l  無源直讀計(jì)數(shù)器的引用，提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和電池使用壽命；
l  支持網(wǎng)絡(luò)支付功能；
l 

2.1物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

系統(tǒng)由物聯(lián)網(wǎng)水表、租用的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和水表管理平臺(tái)組成。在使用過程中，物聯(lián)網(wǎng)水表按照管理系統(tǒng)提出的要求將管理平臺(tái)所需的信息，例如：表的水使用數(shù)據(jù)，表的狀態(tài)等，通過NB-IOT模塊和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)直接將信息發(fā)送到自來水公司信息管理平臺(tái)的數(shù)據(jù)服務(wù)器，服務(wù)器會(huì)響應(yīng)水表的信息并返回應(yīng)答數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)表端與后臺(tái)的數(shù)據(jù)的雙向互聯(lián)。
用戶可以通過網(wǎng)上銀行、手機(jī)終端對(duì)自家水表數(shù)據(jù)的訪問和充值。
另外自來水公司可以通過每天自動(dòng)收集到的使用數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)將為水使用的供銷差以及用水?dāng)?shù)據(jù)預(yù)測(cè)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù)。
 

2.2物聯(lián)網(wǎng)表的組成部分及工作原理

物聯(lián)網(wǎng)水表是一款基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，以膜式水表為基表，加裝電子控制器的具有遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃?jì)量器具。水表采用NB-IOT專用芯片模組，使用物聯(lián)網(wǎng)專號(hào)，由物聯(lián)網(wǎng)專網(wǎng)實(shí)現(xiàn)智能抄表、智能收費(fèi)智能控制等業(yè)務(wù)。
采用一體化結(jié)構(gòu)，使用內(nèi)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(jì)量、存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ埽Y(jié)構(gòu)示意圖如下：

單片機(jī)使用意法半導(dǎo)體STM8L152C6T6，可以作為程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)使用。
使用獨(dú)立的存儲(chǔ)器，可存儲(chǔ)12月每天每月的歷史數(shù)據(jù)，服務(wù)器軟件可通過相關(guān)指令獲得制定月份的數(shù)據(jù)，很大程度的提高數(shù)據(jù)可靠性。
直讀模塊主要完成對(duì)水表計(jì)數(shù)器的智能識(shí)別，平時(shí)無需耗費(fèi)額外電量，只需要在抄表時(shí)對(duì)直讀模塊供電，并讀取讀數(shù)。
電源管理模塊主要用來完成電池電壓進(jìn)行檢測(cè)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(jì)量。電池模塊內(nèi)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(shí)現(xiàn)水表與服務(wù)中心的數(shù)據(jù)通訊連接，將水表的計(jì)量和狀態(tài)數(shù)ss據(jù)上傳，并接收后臺(tái)充值數(shù)據(jù)或控制指令，是水表與后臺(tái)通訊的主要部分，主要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)：
l  表號(hào) (源于表具條形識(shí)別碼 )
l  表具的時(shí)鐘
l  表具的軟件版本號(hào)
l  表具的讀數(shù) (累計(jì)量 )
l  表具電池壓
l  表具的狀態(tài)
l  通信號(hào)強(qiáng)度等
l  表具防護(hù)狀態(tài)
l  表具凍結(jié)用水量
電源模塊完成對(duì)電池電壓的監(jiān)測(cè)、穩(wěn)壓等作用，為整個(gè)電路板提供穩(wěn)定的電源供應(yīng)，當(dāng)檢測(cè)到電源電壓低于設(shè)定值時(shí)，水表會(huì)告知后臺(tái)更換電池。