一、NB-loT物聯網水表發展趨勢

隨著三供一業、城鄉供水一體化、老舊水表到期更換和國家《水十條》漏損控制等政策要求。同時，也隨著數字城市的建設發展，智能水表使用率越來越高，數字水務的構建已成趨勢。最近幾年，智能無線遠傳水表一般都采用Lora或GSM短信通訊等技術，雖然都有其自身技術優勢，但缺點也很明顯。譬如：

· Lora屬于自組網技術，用戶接入數量有限，且表與表之間需要相互連接，使得成本高、工程量大；
· GSM通訊不僅功耗大而且信號盲區多。

1、NB-loT物聯網技術

NB-loT（Narrow Band Internet of Things, NB-IoT）即基于蜂窩窄帶物聯網技術，整個網絡是由專門機構給予制定的一項新的技術標準，屬于一種針對物聯網研發的窄帶射頻技術。所占帶寬窄，只需約180KHz，而且其使用License頻段，可以借助不同模式來實現與網絡和諧共存，并且能夠直接部署在2/3/4G網絡上，實現現有網絡復用，降低部署成本。

典型的窄帶物聯網架構為三層，分別是感知層、網絡層、應用層。

· 感知層：由各種傳感器構成，包括計量計、壓力計、GPS等感知終端。感知層是物聯網識別物體、采集信息的來源；
· 網絡層：由各種網絡，包括互聯網、網絡管理系統和云計算平臺等組成，是整個物聯網的中樞，負責傳遞和處理感知層獲取的信息；
· 應用層：是物聯網和用戶的接口，與行業需求結合，實現物聯網的智能應用。

2、NB-loT物聯網技術特點

① 廣覆蓋
相比現有的GSM、寬帶LTE等網絡，NB-loT網絡覆蓋增強了20dB，其信號的傳輸范圍更大（GSM基站目前理想狀況下能覆蓋35km），NB-loT能覆蓋到深層地下GSM網絡無法覆蓋到的地方。

② 大連接
相比其它無線技術，同一基站下增多了50-100倍的接入數，每小區可以達到50K連接，真正實現萬物互聯所必須的海量連接，非常適合農村人飲工程的建設。

③ 低功耗
終端在99%的時間內均處在休眠狀態，并集成多種節電技術。

④ 低成本
硬件可剪裁，軟件按需簡化，確保了NB-loT的成本低廉。NB-loT因其適用的場景，還具有低速率和低移動性的特點。

二、NB-loT物聯網水表模組介紹

NB-loT物聯網水表是一款“雙芯”智能水表，即“智慧芯=計量+監控”，計量芯——水表回歸計量的本質，監控芯——物聯網賦能管理。NB-loT開創雙向“雙芯”智能水表。

三、物聯網智能水表安裝環境訴求

NB-loT物聯網水表采用NB-loT無線通信技術，不用布線連接，通過便攜式的安裝方式，節省人力、物力和財力?？砂惭b在農村水井、城鎮供水、農業水利灌溉、田園道路綠化、校園集體宿舍、小區住宅等。但在物聯網信號覆蓋方面有如下需求：

· 覆蓋需求：需要有NB信號覆蓋且水表安裝前信號覆蓋強度足夠好；
· 補盲需求：對信號覆蓋不好的區域，需要運營商升級基站；
· 勘測需求：水表安裝時，需要便捷的信號測試設備，測試信號。

四、物聯網信號的優化處理

NB-loT物聯網與其他任何網絡技術一樣，速度和響應能力對于物聯網設備的安全操作至關重要，在物聯網連接過程中安全可靠的目標難以捕捉，怎樣優化網絡傳輸信號是決定普及萬物互聯的基礎。

首先在網絡布局中，使用網絡分段法，在有效距離內合理分段式布局網絡基站。RF優化，由于NB-loT與L800M為1:1組網，依據L800M覆蓋情況，通過天線調整進行干擾消除和降低干擾。

參數優化，通過功率參數、SI無線幀號偏移，跳出PRACH和頻域參數錯開干擾。經過上述優化調整，地面平均RSRP為-68.90dbm，SINR為12.83db，井下平均RSRP為-105dbm，SINR為8.9db。水表數據上報成功率達100%，為水表數據采集打下基礎。

五、經典項目案例分析

康德曼控股集團于1999年在北京成立。公司主要從事計算機軟件開發、數字水務、大數據和人工智能產品研發。在數字水務領域，公司組建了集芯片研發、智能水表及其它水務設備的生產、銷售和售后服務等完整的生產鏈。

2019年康德曼公司承建了甘肅省蘭州市紅古區“三供一業”水表改造項目，為紅古區上萬戶居民進行舊表更換。這些改造的小區都是老舊小區，供水設施陳舊老化，“跑、冒、滴、漏”現象頻發，管理上存在如下問題：

（1）采取粗放的管理手段，水費依舊按照人頭結算，用水浪費嚴重。

（2）監管不透明，缺乏有效技術手段實時監控。

（3）運維時效長，出現“跑、冒、滴、漏”現象，無法及時發現，及時維修。

1、解決方案

針對上述問題，康德曼公司為用戶管理部門提出“全面感知”、“主動服務”、“科學決策”、“繳費快捷”服務解決方案。通過康德曼公司NB-loT物聯網水表和數字水務平臺實現水表實時感知與管理。建立數據分析、存儲與管理，為管理部門提供各種信息支撐，實現科學用水、智慧管控。

（1）全面感知
以康德曼公司NB-loT物聯網水表作為感知層，及時、準確、全面的將用戶用水數據及水表運行狀態數據上傳至數據采集平臺。

（2）主動服務
通過對采集到的用戶用水數據分析，發現“跑、冒、滴、漏”問題，及時預警并告知相關人員進行處理和解決。

（3）科學決策
全面分析采集到的用水數據，分析不同群體用水習慣，做出相應預測，進行合理資源分配，優化成本，改善服務，保障供水。

（4）繳費快捷
用戶可通過水司營業大廳、康德曼微信小程序等多種繳費方式繳費，用戶當期及歷史用水量都可通過微信小程序查詢。微信公眾號還不定期提供水價信息、水質檢測報告、停水公告等。

2、康德曼NB-loT智能水表運行效果

經過工程方6個月的施工，水表安裝順利完成；經過3個月的試運行，水表數據上線率如表所示：

由康德曼公司提出的服務解決方案，在試用階段，已經提高了用戶管理部門管理水平，給水表用戶提供了更優質的服務。

（1）節省人力，提高效率
康德曼NB-loT智能水表實現了點對點傳輸，并且它依托于廣覆蓋、低耗能和上線率高三大優勢，有效確保了數據上傳的及時性、準確性和完整性，真正實現了遠程抄表和數據傳輸，降低了抄表成本；科學可靠的數據采集方式和實時的采集頻率，會形成高密度、高精度、高價值的水務數據，為大數據處理、數據分析提供基礎。

（2）水量精準，經濟增效
供水公司通過上報的數據，準確計算出用水量產銷差。通過分析各個區域總表數據，可查詢到各級管道漏損情況，有效篩選出漏損管網區域，安排人員有針對性的進行修補。避免了盲目查漏帶來的時間和人力浪費，提高漏損控制效率。

（3）分區計量
結合康德曼NB-loT智能水表，綜合利用數字化水務系統以及管網監測，對管網壓力、流量進行監測，有效分析片區主管網漏損情況；通過管網GIS報警上報，精確指導維修人員定點維修，大幅減少了漏損維修時間。漏損率由之前的20%逐漸下降到目前的8%左右。

（4）自動推送服務
通過康德曼NB-loT水表上報的海量數據，結合人工智能分析，計算出用戶用水習慣和平均用水量，設定異常水量提醒；一旦用戶用水出現異常，平臺將及時推送水量異常短信告知用戶；用戶可及時檢查或請求協助，減少不必要的損失，提高用戶服務體驗。

（5）“無接觸”用水服務
新冠疫情期間，“無接觸”服務席卷各個行業?？档侣麼B-loT物聯網水表精準的上報數據，遠程監控水表運行，供水公司可通過康德曼數字水務平臺遠程監控和查詢用戶用水情況；用戶足不出戶可通過康德曼康支付實現賬單查詢、網絡繳費等業務。這些“無接觸”用水服務，使得人們更安心、貼心。

六、NB-loT水表未來發展討論

隨著NB物聯網技術的成熟，NB-loT物聯網智能水表在水務行業將越來越普及，但在實際項目實施中，存在諸多問題。很多區域NB信號還未覆蓋，這是基礎，如果基礎做不好，談何物聯網技術的普及；目前NB資費過高，運營商應進一步降低資費，將有助于窄帶物聯網技術在水務行業的推廣；運營商應加強服務能力，才能保證物聯網產品的正常使用。

NB-loT智能水表是數字城市建設的感知層，通過感知層采集數據，實現數字水務一張網。每張網由不同云朵構成，每個云朵又由不同的感知層組成，形成了自下而上數據歸集，自上而下統一管理的數字水務。這將給水表賦能，萬物互聯，給智能水表插上AloT的翅膀。