基于 NB-IoT 的超声波物联网远传水表设计分析 摘要：水是生命之源，而随着城镇化的发展，城市供水系统越来越趋于智能化。为了能够适应信息化、自动化的智慧城市发展需求，本文对当前城市自来水管线存在问题及基于NB-IoT的超声波物联网远传水表优势进行分析，并提出基于NB-IoT的超声波物联网远传水表设计应充分考虑水流量监测模块、节能模块、阀门控制模块及优化系统工作流程四个方面，期望能够对城市供水企业超声波物联网远传水表设计及行业的发展提供参考。 电力安全性评价关键词：NB-IoT；超声波物联网；远传水表设计
引言：随着全球经济的飞速发展，互联网及信息技术产业也不断更新换代，取得了良好的成绩，水表是影响人们生产生活的重要材料，与我们生活休戚相关。现在城市地下管网中所使用的水表多为半物联网，存在精度低、易受环境影响等劣势，因此，本文对基于NB-loT的超声波物联网远传水表设计进行分析，以期为城市地下管网实现超声波物联网远传水表全覆盖，及城区用户实现超声波物联网远传水表的有效应用起到促进作用。 二、当前城市自来水管线存在问题
虽然随着我国城镇化进行的推进，城市供水行业取得了长足发展，但当前城市中的自来水管线仍存在诸多问题亟待解决。首先是现有水表老旧问题，虽然近年来超声波物联网远传水表发展迅速，但我国大部分城市并未实现全城区范围内的自来水水表更换，水表老旧问题仍然严重。其次是抄表周期长问题，由于远传水表未能实现城区全覆盖，智能化远传水表应用系统的广泛运用仍然缺失，大多供水公司仍然采用传统的人工抄表方式进行水表查抄，相较于智能远传水表应用系统的方便快捷，传统人工抄表模式需要逐一现场进行查抄，大量不可控因素会对水表查抄工作造成阻碍，进而导致抄表周期长的问题。最后是数据精度不高。除人工抄表外，另一种主流物联网抄表模式是运用摄像头进行水表查抄，即将摄像头放在机械水表上方，通过获取图像的形式进行识别，并上传数据。无论是人工抄表，还是用摄像头进行抄表，都不能保证数据的精准度。
无机粘结剂三、基于NB-IoT的超声波物联网远传水表的优势
NB-loT是近年来迅速发展的一个重要网络技术，具有网络可靠性高、覆盖范围广、安装过程简单、后期维护方便等特征，基于NB-IoT的超声波物联网远传水表相较于传统机械水表具有较为明显的优势。
（一）覆盖范围广，抗干扰性强
基于NB-IoT的智能远传水表工作在800MHz的超低频段，这使得运营商的站点能够几乎覆盖到每一个角落，进而使基于NB-IoT的智能远传水表具有较大的使用范围，使更多用户受益于智能远传水表带来的便利，同时，也促使用户使用率的提升，为运营商企业盈利起到推动作用。此外，基于NB-IoT的智能远传水表内置微功率多通道无线数传模块，具有多个网络通信频段，因此具有较强的抗干扰性。基于NB-IoT的智能远传水表对网络信号具有较强的依赖性，较强的抗干扰性能够保证智能远传水表在网络信号不好的情况下，正常使用，并保证较高的抄表成功率，如果网络信号受到干扰会影响到水表计数，或数据信息上传缓慢将对供水企业获取用户用水信息产生负面影响，也会影响用户使用体验。
（二）功耗低，适用范围广
拖曳臂式悬架相较于其他智能远传水表，基于NB-IoT的智能远传水表得益于NB-IoT的技术优势，功耗极低，电池寿命可长达十年。功耗低对于供水行业来说是一项及其重要的指标，因为基于NB-IoT的智能远传水表所面对的用户具有范围广、数量多等特征，如果设备功耗大，就需要频繁的进行电池更换或进行充电，频繁更换电池将耗费极大的人工成本，而持续进行充
电又对设备安装位置有很高的要求，而且容易受环境的影响。由于设备功耗的高低与数据量或速率呈正相关关系，而远传水表的应用范围广、用户数量多、数据量较大，对速率要求也很高，致使其功耗高。基于NB-IoT的智能远传水表能够有效平衡较大数据量与较高速率要求和功耗之间的关系，破解了智能远传水表的行业难题。
二、基于NB-IoT的超声波物联网远传水表设计分析的总体思路
在城区大范围采用智能远传随表是当前城市发展的必然趋势，基于NB-IoT的超声波物联网远传水表设计分析的总体思路应以城市建设发展规划为主要目的，同时还应兼顾供水公司及用户利益。从供水公司方面考虑，基于NB-IoT的超声波物联网远传水表的设计应能够为其实现数字化、精准化、智能化的管理，减少供水公司各项业务对人工的依赖，为其节约大量人力成本。同时还应从计量表使用寿命进行考虑，计量表是供水公司消耗量最大的产品，如果能够通过基于NB-IoT的超声波物联网远传水表的设计延长计量水表使用寿命，将能够为供水公司节省大量材料成本，进而实现供水公司利益最大化。从用户方面考虑，基于NB-IoT的超声波物联网远传水表的设计要充分考虑用户需求，为用户的生活提供便利条件，比如利用互联网帮助用户实现网络缴费、远程控阀等。led工矿灯melenled
三、基于NB-IoT的超声波物联网远传水表设计分析
（一）水流量监测模块设计
水流量监测是基于NB-IoT的超声波物联网远传水表最重要的组成部分，水流量监测模块设计是否合理，直接影响远传水表的功能使用，如果基于NB-IoT的超声波物联网远传水表无法做到对水流的精准监测，用户用水量的多少就无法得到准确的衡量，从用户角度看，如果基于NB-IoT的超声波物联网远传水表监测到的水量高于实际水量，会直接损害用户利益，造成用户承担过高的用水费用；反之，从供水企业看，基于NB-IoT的超声波物联网远传水表监测到的水量低于实际水量，也会对供水企业收益产生负面影响。
（二）节能减耗设计
基于NB-IoT的超声波物联网远传水表的设计应充分考虑节能，一方面当前我国经济发展政策已经从优先发展经济转变为边发展边治理，绿环保理念深入人心，节能减耗已然成为各行各业发展的必然趋势。另一方面，通过对基于NB-IoT的超声波物联网远传水表的设计，使系统需要用到NB模块时才发生供电，能够有效降低供水公司整体能耗，进而为供水
公司节约成本。此外，基于NB-IoT的超声波物联网远传水表设计中节能部分，还可以从延长计量表寿命着手，充分利用NB-IoT的低功耗优势，延长计量表使用寿命，因为计量表寿命的延长能够有效降低其更换速度，减少计量表总体用量，进而实现节能减耗效果。
（三）阀门控制模块
在基于NB-IoT的超声波物联网远传水表的设计加入阀门控制模块，当云平台或智能终端发送指令后，能够从供水企业端系统远程控制水流开关。这一模块的设计具有便捷性的特点，当用户水费未能按时缴纳或水费余额不足，可以通过云平台或者智能终端系统远程关闭用户水流开关，促使用户及时、足额缴纳水费。远程阀门控制功能的运用使工人无需上门关闭水表，极大的降低了工人的工作难度，在很大程度上为供水企业的管理工作提供了便利条件。同时，这一模块也具有人性化的特点，从用户角度考虑，如果用户在离家期间，忘记关闭水阀或突发水管漏水等情况，可以通过手机端智能平台或打电话等方式向供水公司寻求帮助，运用控制模块功能，远程关闭阀门，减少用户损失。
（四）优化系统工作流程凯膜过滤技术
基于NB-IoT的超声波物联网远传水表是一个庞大的网络系统工程，连接千家万户，且系统涉及内容广泛，因此，对基于NB-IoT的超声波物联网远传水表系统进行合理优化至关重要。首先是系统模块要尽可能做到有序衔接，比如系统终端与客户服务系统、维修系统、大数据记录系统等系统的有序衔接，能够在用户使用终端系统出现问题时，及时向客服反馈，客服针对无法解答或处理的问题在规定时间内向维修系统报告，由维修系统工作人员进行进一步的检测与维修工作，工作完成后将结果反馈给客户服务部门进行用户体验回访工作，形成良性工作系统闭环。在整个问题处理期间，大数据系统要对用户反馈问题、各部门处理情况进行记录，一方面，能够在出现反馈事项处理不妥善等问题时，提供佐证依据，划分责任范畴，更好的改善用户服务体系，另一方面，能够对用户水表发生的故障进行记录，便于后续维修养护工作的开展，同时也能给用户良好的服务体验。
除上述对基于NB-IoT的超声波物联网远传水表系统内部的流程进行优化外，还应针对超声波物联网远传水表的实际特点优化公司内部运营管理系统。基于NB-IoT的超声波物联网远传水表更新迭代较快，各项高新技术的发展都可能带来超声波物联网远传水表的技术变革，且基于NB-IoT的超声波物联网远传水表虽然具有操作简单、适用范围广等优点，但对供水企业端的系统进行维修养护的人员专业性要求较高，需要供水公司通过招聘引进相关
专业高精尖人才或通过内部培训的形式培养一批专业性人才，对基于NB-IoT的超声波物联网远传水表企业端系统进行日常维护乃至更新升级。
结论：与传统机械水表和其他超声波物联网远传水表相比基于NB-IoT的超声波物联网远传水表具有网络可靠性高、覆盖范围广、抗干扰能力强、功耗低及适用范围广等优势特征，可以在基于NB-IoT的超声波物联网远传水表设计中充分考虑供水公司及用户实际需求，增设或完善水流检测、阀门远程控制、节能减耗等系统，进而满足当前城市供水系统发展需求，实现基于NB-IoT的超声波物联网远传水表的全城区覆盖。
参考文献：
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