NB-Iot智能无线远传水表

1.1概况

现行水费回收所采取的传统的抄表员按月入户抄表，人工收费的办法，日益成为自来水公司改善效益、提高管理水平的障碍。抄表员工作强度大，效率低且工资、福利及设施管理费用不断增加。该办法收费使得企业在水购销结算上不同步，占用企业大量的资金，而且自来水公司与用户之间还容易发生纠纷。对于自来水用户而言，既要按预约时间在家等候，还要受抄表人员入户打扰，此外人情抄表，人情收费，人为盗水，水表故障漏水更使自来水公司的漏损越来越大。
目前，住宅水、电、气、热表远程抄表系统形式多样，但市场比较混乱，技术上尚不成熟，没有一个被市场认可的完整系统实施管理方案。传统的有线抄表系统布线复杂、可靠性差、维护困难，难以实现管理升级，不能满足旧楼系统改造的市场要求。
无线远传水表虽然解决了入户的问题，但其无线网络需要中间硬件设备和软件做支持；由于无线传输的低功耗要求，水表很难实现实时在线监测；加上设备使用环境的千差万别，网络的稳定性难以保证。

1.2技术优点

物联网水表是一款基于移动网络，以膜式水表为基表，加装电子控制器的具有远程数据传输的水计量器具。水表采用NB-IOT专用芯片模组，使用物联网专号，由物联网专网实现智能抄表、智能收费等业务。
物联网表有效解决现场抄表收费的技术问题，兼顾用户与水管理部门的诸多利益，做到简化操作程序，方便用户。它由水表基表部分、微控制器系统、移动NB-IOT模块组成。表终端具有可靠性高、精度高、功耗低的特点，与其他抄表方式比较，其优点突出是：
l  提高工作效率，进一步减少维护成本；
l  无须布线布网，没有中间设备，不需要繁琐的网络调试；
l  有效解决差费率问题；
l  实施掌握表的运行状态，有效防止滴漏问题；
l  无源直读计数器的引用，提高了产品的稳定性和电池使用寿命；
l  支持网络支付功能；
l 

2.1物联网系统

系统由物联网水表、租用的移动网络和水表管理平台组成。在使用过程中，物联网水表按照管理系统提出的要求将管理平台所需的信息，例如：表的水使用数据，表的状态等，通过NB-IOT模块和移动互联网络直接将信息发送到自来水公司信息管理平台的数据服务器，服务器会响应水表的信息并返回应答数据，从而实现表端与后台的数据的双向互联。
用户可以通过网上银行、手机终端对自家水表数据的访问和充值。
另外自来水公司可以通过每天自动收集到的使用数据，统计分析数据将为水使用的供销差以及用水数据预测提供准确的数据依据。
 

2.2物联网表的组成部分及工作原理

物联网水表是一款基于移动网络，以膜式水表为基表，加装电子控制器的具有远程数据传输的水计量器具。水表采用NB-IOT专用芯片模组，使用物联网专号，由物联网专网实现智能抄表、智能收费智能控制等业务。
采用一体化结构，使用内置锂电池的方式供电，使用主板与NB-IOT模组组装完成所有的计量、存储，数据传输等功能，结构示意图如下：

单片机使用意法半导体STM8L152C6T6，可以作为程序和数据存储区使用。
使用独立的存储器，可存储12月每天每月的历史数据，服务器软件可通过相关指令获得制定月份的数据，很大程度的提高数据可靠性。
直读模块主要完成对水表计数器的智能识别，平时无需耗费额外电量，只需要在抄表时对直读模块供电，并读取读数。
电源管理模块主要用来完成电池电压进行检测判断，用来提醒用户或管理部门尽快更换水表中的电池，保证水表的正确计量。电池模块内置大电量锂电池供电，加上NB-Iot所固有的低功耗方案，有效保障电池10年以上使用寿命。
NB-IOT模块用来实现水表与服务中心的数据通讯连接，将水表的计量和状态数ss据上传，并接收后台充值数据或控制指令，是水表与后台通讯的主要部分，主要传输的数据：
l  表号 (源于表具条形识别码 )
l  表具的时钟
l  表具的软件版本号
l  表具的读数 (累计量 )
l  表具电池压
l  表具的状态
l  通信号强度等
l  表具防护状态
l  表具冻结用水量
电源模块完成对电池电压的监测、稳压等作用，为整个电路板提供稳定的电源供应，当检测到电源电压低于设定值时，水表会告知后台更换电池。