基于M5310-A的脈沖式閥控水表遠(yuǎn)程抄表解決方案

目前，供水行業(yè)商業(yè)運(yùn)營模式是：供水企業(yè)-水表-客戶。作為供水企業(yè)和客戶聯(lián)系的重要紐帶——水表，對供水企業(yè)的安全運(yùn)營、服務(wù)質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)效益等都有著較大的影響。長期以來，供水行業(yè)在運(yùn)營管理中存在許多痛點(diǎn)，如：因供水設(shè)備故障導(dǎo)致的損漏問題、因水表故障導(dǎo)致的貿(mào)易糾紛問題、因人工費(fèi)用上升導(dǎo)致的運(yùn)營成本問題等等。

傳統(tǒng)智能水表在使用過程中，因?yàn)閿?shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定和數(shù)據(jù)安全性差、設(shè)備功耗較大及網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力弱等問題，增加了運(yùn)營的難度和成本。

• 有線連接（RS-485/MBUS）：布線施工成本高、多級(jí)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性差、運(yùn)維成本較高；

• 無線私有組網(wǎng)（Zigbee /LoRa）：公用頻段易受干擾、安全性差、需自建基站、多級(jí)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性差、運(yùn)維成本較高；

• 傳統(tǒng)蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)：終端功耗較大、惡劣環(huán)境下信號(hào)無法充分覆蓋、基站并發(fā)受限；

NB-IoT作為專為物聯(lián)網(wǎng)而生的廣域低功耗通信技術(shù)，面向物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中具有“小數(shù)據(jù)量、低速率、低功耗”特點(diǎn)的應(yīng)用具備良好的適用性，其運(yùn)營商授權(quán)頻段下工作對數(shù)據(jù)的安全性也有一定保障?；贜B-IoT網(wǎng)絡(luò)的無線遠(yuǎn)傳水表解決方案出現(xiàn)，大大促進(jìn)了智慧供水行業(yè)的發(fā)展，同時(shí)也間接促進(jìn)了智慧水務(wù)的建設(shè)。

• 深覆蓋、大連接，單基站終端容量5萬臺(tái)；

• 超低功耗，NB-IoT產(chǎn)品待機(jī)功耗低至10uA內(nèi)；

• 授權(quán)頻譜，高可靠性網(wǎng)絡(luò)，抄表成功率高；

中國移動(dòng)作為行業(yè)領(lǐng)先的通信運(yùn)營商，借助NB-IoT領(lǐng)域豐富的經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)了基于自研NB-IoT通信模組M5310-A的脈沖式閥控水表遠(yuǎn)程抄表解決方案，為供水企業(yè)降本增效。

• 采樣計(jì)量：采樣接口與公共端閉合時(shí)產(chǎn)生一次計(jì)量數(shù)據(jù)，干簧管閉合觸發(fā)，支持強(qiáng)磁干擾監(jiān)測；

• 紅外光電接口：生產(chǎn)測試、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)配置，現(xiàn)場故障分析；

• 閥門控制：通過平臺(tái)命令進(jìn)行閥門開關(guān)控制，定期進(jìn)行閥門維護(hù)；

• 欠壓保護(hù)：喚醒時(shí)自動(dòng)檢測并上報(bào)電池電壓，當(dāng)電壓低于預(yù)值時(shí)關(guān)閉閥門；

• 歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：存儲(chǔ)實(shí)時(shí)用水?dāng)?shù)據(jù)，最多記錄12個(gè)月數(shù)據(jù)；

• 觸發(fā)上線：可通過磁信號(hào)觸發(fā)數(shù)據(jù)上傳，用于臨時(shí)或緊急通信；

M5310-A是一款工作在B3/B5/B8的工業(yè)級(jí)NB-IoT模組。其尺寸僅為19mm×18.4mm×2.2mm，在支持M2M芯片和OneNET云平臺(tái)協(xié)議的基礎(chǔ)上，支持最新的Release 14標(biāo)準(zhǔn)，支持更高通信速率。同時(shí)，M5310-A支持OneNET FOTA功能，方便進(jìn)行遠(yuǎn)程固件升級(jí)。模塊在PSM狀態(tài)下功耗低至3.5uA。OneNET是中國移動(dòng)自主研發(fā)的開放云平臺(tái)，致力于解決協(xié)議適配、海量連接、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、設(shè)備管理、事件警告等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)的共性問題，縮短開發(fā)周期，降低開發(fā)成本。方案中，M5310-A采用LwM2M輕量物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議接入OneNET平臺(tái)，應(yīng)用平臺(tái)只需按協(xié)議通過OneNET平臺(tái)獲取終端數(shù)據(jù)和發(fā)送控制命令，能夠有效縮短研發(fā)周期、節(jié)約開發(fā)成本。

經(jīng)測試，基于自研的NB-IoT通信模組M5310-A的脈沖式閥控水表上傳成功率近100%，待機(jī)狀態(tài)耗流約10uA，開關(guān)閥約30mA，Active&MCU工作態(tài)約40mA。其可靠的性能和低功耗的特點(diǎn)，能夠在環(huán)境惡劣、無供電設(shè)備的供水場景下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)營。

目前國內(nèi)水表安裝存量約3.8億只，每年新增表具中智能表具約3200萬只，這是一個(gè)巨大的物聯(lián)網(wǎng)市場。2019年，中國移動(dòng)的遠(yuǎn)傳水表方案憑借網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢、終端優(yōu)勢、服務(wù)優(yōu)勢，在多個(gè)水表改造項(xiàng)目中落地，獲得良好的口碑。未來中國移動(dòng)期待服務(wù)更多供水行業(yè)客戶，助力供水行業(yè)加速實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)化！