NB-IoT技術(shù)作為5G技術(shù)的一部分，近幾年的發(fā)展突飛猛進(jìn)、日趨成熟，備受各行各業(yè)關(guān)注。在“2020（第五屆）供水高峰論壇”上，寧波水表（集團）股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“寧水集團”） 、浙江省水表研究院副院長(cháng)陳富光，以“NB-IoT水表的適應性應用研究”為題，與大家分享了寧水集團對于NB-IoT水表的探索歷程與應用實(shí)踐。

　　陳富光

　　NB-loT水表發(fā)展的起點(diǎn)源于2015年4月，寧水集團與華為簽訂戰略合作協(xié)議，著(zhù)手開(kāi)始NB-loT技術(shù)的應用研發(fā)。到2016年5月，寧水集團與深圳水務(wù)、華為、電信啟動(dòng)NB-loT智慧水表項目。真正的使用是在2017年3月，深圳正式商用1200只，該項目落地，拉開(kāi)了整個(gè)水表界NB-loT使用的大幕。

　　NB-loT的傳輸方式比較直觀(guān)，整體的架構與我們手機2G、4G的網(wǎng)絡(luò )架構形式類(lèi)似。通過(guò)NB-IoT通訊網(wǎng)絡(luò )，水表將數據發(fā)送到IoT核心網(wǎng)，再將數據推送到智慧水務(wù)應用平臺，實(shí)現無(wú)需接收數據設備抄收數據，特點(diǎn)是安裝方便，無(wú)需布線(xiàn)，也無(wú)需組網(wǎng)。

　　NB-IoT的傳輸方式示意圖

　　適應性一：NB-IoT系列產(chǎn)品發(fā)展思路 （民用）

　　陳富光介紹，最開(kāi)始做NB-loT的時(shí)候是一種比較新興的技術(shù)，認為它必須與傳統的水表形成較大的區別。第一，要實(shí)現機電分離、電池可更換，延長(cháng)它的使用周期。

　　第二，要把NB-IoT做成一種智慧型的水表，為智慧水務(wù)的大數據服務(wù)。當時(shí)，智慧水務(wù)的發(fā)展進(jìn)入一個(gè)加速期，大家也在不斷探討、思考，究竟什么是真正的智慧水務(wù)？在寧水集團看來(lái)，智慧就是數據的感知、提煉，經(jīng)過(guò)分析后再進(jìn)行處理、反饋，并且通過(guò)不斷的學(xué)習去優(yōu)化改進(jìn)，從而形成像人類(lèi)一樣的處理能力和智慧。智慧水務(wù)最核心的就是它的數據信息量，對于NB-IoT水表來(lái)說(shuō)，需要有：1）適合的流量數據信息，如正向計量、反向計量、瞬時(shí)流量等；2）適合的機電轉換精度，轉換精度太低對小區域性的漏損統計不實(shí)用，精度越高統計分析越準確；3）合理的數據上傳周期，周期越短實(shí)時(shí)性越好，但是功耗也會(huì )增加，合理的周期很重要。舉例來(lái)說(shuō)，民用NB-IoT表可以實(shí)現機電轉化精度達到1L，每半小時(shí)上傳一次數據，為用戶(hù)的用水習慣分析、區域的產(chǎn)銷(xiāo)差分析提供數據支持。

　　第三，需要強化報警功能，即針對突發(fā)事件的報警功能，如電池電壓過(guò)低報警、網(wǎng)絡(luò )信號不良報警、外界干擾報警、模塊與基表分離報警、大流量自動(dòng)識別報警等，提升整個(gè)體系的安全性。

　　第四，數據傳輸網(wǎng)絡(luò )采用公共網(wǎng)絡(luò )，有專(zhuān)業(yè)的維護，更加穩定可靠。

　　陳富光補充到，NB-IoT系列產(chǎn)品的發(fā)展思路就此形成了，從2017年定型之后一直到今天，所做的產(chǎn)品都是延續這個(gè)發(fā)展思路。

　　適應性二：給智慧水務(wù)帶來(lái)的改變

　　有了豐富的數據量作為基礎之后，數據的分析將更加精細化和精準化。例如下圖所示的漏水分析。以前大的水表可以做漏水分析，但是小的民用水表不可以的，因為一個(gè)月傳一次數據的周期不夠?，F在的NB-IoT水表每24小時(shí)上傳，精度到1升。從圖中可以看出，這家在24小時(shí)的周期中會(huì )有持續性的漏水，而且用水相對比較恒定，可以判斷出它是存在漏水情況的。因此，我們可以跟用戶(hù)進(jìn)行溝通，讓用戶(hù)及時(shí)處理，從而提升用戶(hù)的體驗，同時(shí)也在節水方面達到較好的效果。

　　再比如，倒裝分析。下圖所示的流量有正有負，通過(guò)現場(chǎng)跟蹤就能發(fā)現，其實(shí)不是表有問(wèn)題，而是用戶(hù)在人為性的對水表進(jìn)行正表安裝和反表安裝，逃避部分水費。如果沒(méi)有數據量的精準分析，就發(fā)現不了這個(gè)過(guò)程。

　　還有，房屋空置率的分析。這對營(yíng)收管理系統來(lái)說(shuō)，能夠帶來(lái)很好的助益作用。此外，還有用水習慣的分析，24小時(shí)的大量數據可以分析每家每戶(hù)的用水習慣，包括家里的人員情況、結構等。還有產(chǎn)銷(xiāo)差分析、網(wǎng)絡(luò )環(huán)境分析、溫度環(huán)境分析等，都能因為數據更加豐富和精準得以更好地實(shí)現。

　　適應性三：在各類(lèi)環(huán)境中的表現

　　NB-loT的優(yōu)點(diǎn)很多，低功耗、廣覆蓋、低成本模塊、多鏈接、安全性、網(wǎng)絡(luò )可靠性、全球統一標準等，基本上都已經(jīng)實(shí)現了。

　　陳富光還介紹了NB-IoT在各類(lèi)環(huán)境中的表現情況。例如下圖是NB-loT水表在現場(chǎng)的一個(gè)真實(shí)環(huán)境下的數據，這個(gè)數據是用戶(hù)自己統計的。它反映的是NB-IoT水表裝在不同深度對傳輸信號的影響，發(fā)現在2到3米深時(shí)影響大一點(diǎn)，在0.5米左右的時(shí)候影響是很微弱的。

　　再比如，考察NB-IoT水表放到地下井后，雨天積水對網(wǎng)絡(luò )信號的影響。從圖中可以看出，在十公分水深的情況下影響不大，而在0.5米水深的時(shí)候影響是很大的，也就是說(shuō)網(wǎng)絡(luò )信號在水淹的情況下其實(shí)對它的影響是很大的，給我們在使用時(shí)提供了詳細的參考。

　　還有不同材料的井蓋、不同的表箱對網(wǎng)絡(luò )信號的影響。整體來(lái)說(shuō)，不同材料的表蓋對網(wǎng)絡(luò )的影響并不是太大，但是鐵表箱對信號的傳輸還是有一定的影響。

　　綜合來(lái)看，可以用下表概括說(shuō)明位于地下的NB-IoT水表在環(huán)境中的表現。

　　陳富光談到，在一個(gè)地級市，寧水集團在NB-IoT水表方面付出了很多努力，最終形成了很好的應用實(shí)踐。該市從2017年到2019年陸續安裝NB-IoT表，一共11928臺，適應了包括網(wǎng)絡(luò )變化、產(chǎn)品發(fā)展變化的過(guò)程，月平均上報率達到了99%以上。

　　總的來(lái)說(shuō)，可以歸納為兩點(diǎn)：一是由于NB-loT智慧水表采用NB-loT網(wǎng)絡(luò )，傳輸的數據更加豐富，可以更好地滿(mǎn)足未來(lái)智慧水務(wù)的需求；二是NB-loT智慧水表經(jīng)過(guò)三年真正的實(shí)際使用證明，它滿(mǎn)足了當下的市場(chǎng)需求，具有網(wǎng)絡(luò )可靠性高、抗干擾能力強的優(yōu)點(diǎn)，有非常重要的實(shí)際應用價(jià)值。

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編輯：王媛媛