服務(wù)熱線
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隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，人們的住宅變得越來越智能化，而傳統(tǒng)水表在使用中存在著監(jiān)控困難、成本過高、穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，NB-IoT智能水表的出現(xiàn)將能解決上述問題。NB-IoT智能水表可以實(shí)現(xiàn)水表管理的智能化，能為未來智慧城市的發(fā)展提供技術(shù)上的支持。
一、NB-IoT智能水表的實(shí)現(xiàn)
智能水表是在傳統(tǒng)水表的技術(shù)基礎(chǔ)上，應(yīng)用TI的微處理器、旋轉(zhuǎn)掃描接口SCANIF的一體化芯片MSP430FW42X，該芯片具有很多方面的應(yīng)用優(yōu)勢，包括功耗較低、覆蓋范圍寬、準(zhǔn)確度高、運(yùn)行穩(wěn)定等，在小流量的情況下能夠維持探測精度，而且長時間使用也不會受到水銹的影響，應(yīng)用加裝金屬膜的葉輪在其中旋轉(zhuǎn)，通過傳感裝置將其轉(zhuǎn)化為可傳輸?shù)碾娦盘枺⑺椭廖⑻幚砥鞯腟ACNIF接口，從而計算得到相應(yīng)流體的流量以及方向，內(nèi)部安裝的定時狀態(tài)機(jī)能夠自動的進(jìn)行信號探測，微處理器對獲得的信號進(jìn)一步的處理，并加密后根據(jù)通信協(xié)議封裝到報文當(dāng)中，經(jīng)過NBIoT通信模組向外發(fā)送。利用串口和使用標(biāo)準(zhǔn)AT命令集能夠方便的進(jìn)行控制，及時的向云平臺傳送各種采樣數(shù)據(jù)信息。
云平臺的實(shí)現(xiàn)：通信運(yùn)營商針對NB-IoT網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建了物聯(lián)網(wǎng)云平臺，使應(yīng)用終端能夠在該平臺上進(jìn)行注冊，而且可以通過MQTT、HTTP，CoAP等協(xié)議來完成信息數(shù)據(jù)的及時傳送。
服務(wù)器和客戶端的實(shí)現(xiàn)：NB-IoT智能水表各類功能的實(shí)現(xiàn)需要在水務(wù)管理中心設(shè)置相應(yīng)的服務(wù)器，以用于終端控制和信息數(shù)據(jù)的處理，客戶端則選用基于B/S架構(gòu)的web網(wǎng)頁系統(tǒng)，此外，選用MicrosoftVisualStudio2015開發(fā)平臺，選用面向?qū)ο蟮腃#開發(fā)語言，選用HTMLS，javascript和jquery等技術(shù)開發(fā)前端頁面，數(shù)據(jù)庫的實(shí)現(xiàn)則選用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫Oracle。
性能測試與分析：我們還要對NB-IoT技術(shù)的通信功能進(jìn)行測試，選擇福州市倉山區(qū)三盛巴黎島社區(qū)的397戶住戶水表進(jìn)行測試，對原有機(jī)械水表更換NB-IoT智能水表。利用小區(qū)外部的一個NB-IoT通信基站進(jìn)行信息的查收，連續(xù)運(yùn)行三個月的時間后，對得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
二、NB-IoT智能水表的技術(shù)優(yōu)勢
NB-IoT技術(shù)在智能水表領(lǐng)域的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)信息的實(shí)時獲取、系統(tǒng)狀態(tài)檢測、指令下發(fā)等功能，能夠分時分段設(shè)計采集頻率，在用水高峰期適當(dāng)?shù)奶岣哳l率。將得到的用水?dāng)?shù)據(jù)信息進(jìn)行及時的整理和分析，對用水狀況進(jìn)行科學(xué)、合理的動態(tài)化管理，提升運(yùn)行效率，不斷提高服務(wù)品質(zhì)。NB-IoT智能水表，應(yīng)用的是端到端的管理方案，具體來說：
（1）針對當(dāng)前水表普遍存在的問題，智能水表能夠有效地減少抄表成本，實(shí)現(xiàn)實(shí)時的數(shù)據(jù)傳輸，及時的故障排查與解決，以及運(yùn)營效率的提升等。
（2）針對當(dāng)前水表的問題，通過應(yīng)用端到端的解決方案，對數(shù)據(jù)進(jìn)行保障。
（3）針對當(dāng)前水表的功耗問題，通過使用低功耗的采集單元，NB-IoT技術(shù)能夠顯著的減少能耗，實(shí)踐表明，在正常運(yùn)行環(huán)境下NB-IoT水表的功耗能夠滿足持續(xù)使用10年的規(guī)格要求。
（4）針對當(dāng)前水表的信號覆蓋問題，NB-IoT技術(shù)，可解決水表的安裝過于密集或是過于分散，安裝環(huán)境復(fù)雜等實(shí)際問題。
（5）針對當(dāng)前水表的連接問題，構(gòu)建統(tǒng)一的NB-IoT平臺，能夠接受多種不同的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。可解決協(xié)議的兼容性問題，不同供應(yīng)商設(shè)備的集成問題等。同時，還能滿足水表終端對便捷性的需求，以及未來的大規(guī)模連接需要。
三、福州市智能水務(wù)項(xiàng)目進(jìn)展
由福州市政府與省經(jīng)信委、華為公司和智潤公司共同簽署《NB-IoT項(xiàng)目四方合作備忘錄》，計劃部署覆蓋全福州市的30萬臺水表。國內(nèi)NB-IoT規(guī)模商用的承接項(xiàng)目已落地福州，由市自來水公司與智潤公司簽訂福州市城市供水漏損治理合同、節(jié)水管理合同，共同打造福州市城市供水漏損治理項(xiàng)目，即將進(jìn)入實(shí)施階段。
（1）NB-IoT芯片模組情況
鑒于NB-IoT芯片投入大規(guī)模商用，華為公司要求適當(dāng)放緩大批量商用步伐，延長測試時間，增加正式商用測試案例后，采用新版本的芯片模組投入正式大規(guī)模商用，導(dǎo)致NB-IoT芯片模組的大規(guī)模供貨時間延后。7月7日華為公司正式發(fā)布NB-IoT芯片規(guī)模商用版本（Boudica120芯片B657版本），并提供給NB-IoT模組廠家上海移運(yùn)公司進(jìn)行測試生產(chǎn)。此版本芯片完全適應(yīng)水表抄表等固定場景的B-IoT業(yè)務(wù)，可滿足我市NB-IoT智能水表項(xiàng)目需求。目前，上海移遠(yuǎn)公司經(jīng)過嚴(yán)格測試后已啟動模組生產(chǎn)。
（2）NB-IoT智能水表試點(diǎn)情況
目前，智潤科技公司已完成金色家園小區(qū)（移動網(wǎng)絡(luò)）、三盛巴厘島小區(qū)（聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)）、冬馨苑小區(qū)（電信網(wǎng)絡(luò)）三個試點(diǎn)小區(qū)無線NB-lot物聯(lián)網(wǎng)水表的換裝任務(wù)。三個試點(diǎn)小區(qū)共1459臺NB-IoT智能遠(yuǎn)傳水表數(shù)據(jù)已傳回市自來水公司內(nèi)網(wǎng)，可直接在線查看用戶每天24個時點(diǎn)用水時時在內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)信息。
四、結(jié)語
NB-IoT智能水表的應(yīng)用，解決了當(dāng)前水表計量的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、實(shí)時性、便捷性等問題。而NB-IoT技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計算的進(jìn)一步融合，可以運(yùn)用水務(wù)信息，從而能夠智能的管理城市的供水、用水問題，為智慧城市的建設(shè)發(fā)展提供技術(shù)上的支持。
一、NB-IoT智能水表的實(shí)現(xiàn)
智能水表是在傳統(tǒng)水表的技術(shù)基礎(chǔ)上，應(yīng)用TI的微處理器、旋轉(zhuǎn)掃描接口SCANIF的一體化芯片MSP430FW42X，該芯片具有很多方面的應(yīng)用優(yōu)勢，包括功耗較低、覆蓋范圍寬、準(zhǔn)確度高、運(yùn)行穩(wěn)定等，在小流量的情況下能夠維持探測精度，而且長時間使用也不會受到水銹的影響，應(yīng)用加裝金屬膜的葉輪在其中旋轉(zhuǎn)，通過傳感裝置將其轉(zhuǎn)化為可傳輸?shù)碾娦盘枺⑺椭廖⑻幚砥鞯腟ACNIF接口，從而計算得到相應(yīng)流體的流量以及方向，內(nèi)部安裝的定時狀態(tài)機(jī)能夠自動的進(jìn)行信號探測，微處理器對獲得的信號進(jìn)一步的處理，并加密后根據(jù)通信協(xié)議封裝到報文當(dāng)中，經(jīng)過NBIoT通信模組向外發(fā)送。利用串口和使用標(biāo)準(zhǔn)AT命令集能夠方便的進(jìn)行控制，及時的向云平臺傳送各種采樣數(shù)據(jù)信息。
云平臺的實(shí)現(xiàn)：通信運(yùn)營商針對NB-IoT網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建了物聯(lián)網(wǎng)云平臺，使應(yīng)用終端能夠在該平臺上進(jìn)行注冊，而且可以通過MQTT、HTTP，CoAP等協(xié)議來完成信息數(shù)據(jù)的及時傳送。
服務(wù)器和客戶端的實(shí)現(xiàn)：NB-IoT智能水表各類功能的實(shí)現(xiàn)需要在水務(wù)管理中心設(shè)置相應(yīng)的服務(wù)器，以用于終端控制和信息數(shù)據(jù)的處理，客戶端則選用基于B/S架構(gòu)的web網(wǎng)頁系統(tǒng)，此外，選用MicrosoftVisualStudio2015開發(fā)平臺，選用面向?qū)ο蟮腃#開發(fā)語言，選用HTMLS，javascript和jquery等技術(shù)開發(fā)前端頁面，數(shù)據(jù)庫的實(shí)現(xiàn)則選用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫Oracle。
性能測試與分析：我們還要對NB-IoT技術(shù)的通信功能進(jìn)行測試，選擇福州市倉山區(qū)三盛巴黎島社區(qū)的397戶住戶水表進(jìn)行測試，對原有機(jī)械水表更換NB-IoT智能水表。利用小區(qū)外部的一個NB-IoT通信基站進(jìn)行信息的查收，連續(xù)運(yùn)行三個月的時間后，對得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。
二、NB-IoT智能水表的技術(shù)優(yōu)勢
NB-IoT技術(shù)在智能水表領(lǐng)域的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)信息的實(shí)時獲取、系統(tǒng)狀態(tài)檢測、指令下發(fā)等功能，能夠分時分段設(shè)計采集頻率，在用水高峰期適當(dāng)?shù)奶岣哳l率。將得到的用水?dāng)?shù)據(jù)信息進(jìn)行及時的整理和分析，對用水狀況進(jìn)行科學(xué)、合理的動態(tài)化管理，提升運(yùn)行效率，不斷提高服務(wù)品質(zhì)。NB-IoT智能水表，應(yīng)用的是端到端的管理方案，具體來說：
（1）針對當(dāng)前水表普遍存在的問題，智能水表能夠有效地減少抄表成本，實(shí)現(xiàn)實(shí)時的數(shù)據(jù)傳輸，及時的故障排查與解決，以及運(yùn)營效率的提升等。
（2）針對當(dāng)前水表的問題，通過應(yīng)用端到端的解決方案，對數(shù)據(jù)進(jìn)行保障。
（3）針對當(dāng)前水表的功耗問題，通過使用低功耗的采集單元，NB-IoT技術(shù)能夠顯著的減少能耗，實(shí)踐表明，在正常運(yùn)行環(huán)境下NB-IoT水表的功耗能夠滿足持續(xù)使用10年的規(guī)格要求。
（4）針對當(dāng)前水表的信號覆蓋問題，NB-IoT技術(shù)，可解決水表的安裝過于密集或是過于分散，安裝環(huán)境復(fù)雜等實(shí)際問題。
（5）針對當(dāng)前水表的連接問題，構(gòu)建統(tǒng)一的NB-IoT平臺，能夠接受多種不同的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。可解決協(xié)議的兼容性問題，不同供應(yīng)商設(shè)備的集成問題等。同時，還能滿足水表終端對便捷性的需求，以及未來的大規(guī)模連接需要。
三、福州市智能水務(wù)項(xiàng)目進(jìn)展
由福州市政府與省經(jīng)信委、華為公司和智潤公司共同簽署《NB-IoT項(xiàng)目四方合作備忘錄》，計劃部署覆蓋全福州市的30萬臺水表。國內(nèi)NB-IoT規(guī)模商用的承接項(xiàng)目已落地福州，由市自來水公司與智潤公司簽訂福州市城市供水漏損治理合同、節(jié)水管理合同，共同打造福州市城市供水漏損治理項(xiàng)目，即將進(jìn)入實(shí)施階段。
（1）NB-IoT芯片模組情況
鑒于NB-IoT芯片投入大規(guī)模商用，華為公司要求適當(dāng)放緩大批量商用步伐，延長測試時間，增加正式商用測試案例后，采用新版本的芯片模組投入正式大規(guī)模商用，導(dǎo)致NB-IoT芯片模組的大規(guī)模供貨時間延后。7月7日華為公司正式發(fā)布NB-IoT芯片規(guī)模商用版本（Boudica120芯片B657版本），并提供給NB-IoT模組廠家上海移運(yùn)公司進(jìn)行測試生產(chǎn)。此版本芯片完全適應(yīng)水表抄表等固定場景的B-IoT業(yè)務(wù)，可滿足我市NB-IoT智能水表項(xiàng)目需求。目前，上海移遠(yuǎn)公司經(jīng)過嚴(yán)格測試后已啟動模組生產(chǎn)。
（2）NB-IoT智能水表試點(diǎn)情況
目前，智潤科技公司已完成金色家園小區(qū)（移動網(wǎng)絡(luò)）、三盛巴厘島小區(qū)（聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)）、冬馨苑小區(qū)（電信網(wǎng)絡(luò)）三個試點(diǎn)小區(qū)無線NB-lot物聯(lián)網(wǎng)水表的換裝任務(wù)。三個試點(diǎn)小區(qū)共1459臺NB-IoT智能遠(yuǎn)傳水表數(shù)據(jù)已傳回市自來水公司內(nèi)網(wǎng)，可直接在線查看用戶每天24個時點(diǎn)用水時時在內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)信息。
四、結(jié)語
NB-IoT智能水表的應(yīng)用，解決了當(dāng)前水表計量的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、實(shí)時性、便捷性等問題。而NB-IoT技術(shù)、大數(shù)據(jù)、云計算的進(jìn)一步融合，可以運(yùn)用水務(wù)信息，從而能夠智能的管理城市的供水、用水問題，為智慧城市的建設(shè)發(fā)展提供技術(shù)上的支持。
