合众物联网NB-loT技术方案

一、技术方案

整体技术方案介绍

为响应当前政策,顺应水表发展需求,实现“远抄、远控、互联、互通”, 建设并完善智能远传抄表系统,“抄表不入户,服务不扰民!”造福民生,提升企业的管理和服务水平。

我们公司利用一体化的方式对用户用水信息进行采集和管理,全面覆盖采集对象;提供统一流程、统一标准的终端管理及运行质量监测;采用一体化数据存储,构建一体化数据中心,保证数据的一致性和准确性。

合众物联网NB-loT技术方案

合众抄表系统

终端层

终端设备主要包含 NB-IoT 物联网水表与 NB-IoT 基站连接来实现通讯能力,然后通过 NB-IoT 基站将信息上传给云平台实现设备的数据上报。

网络层

网络层是电信 NB-IOT 网络,主要起到传输作用, 其特点如下:

  • 广覆盖,将提供改进的室内覆盖,在同样的频段下,NB-IoT 比现有的网络增益 20dB,相当于提升了 100 被覆盖区域的能力信号更强;
  • 海量连接,NB-IoT 一个扇区能够支持 10 万个连接,支持低延时敏感度、低设备功耗和优化的网络架构;
  • 低功耗,NB-IoT 终端模块的待机时间可长达 10 年;
  • 低成本,电子单元部分可循环使用。
  • 二、抄表系统

    合众物联网NB-loT技术方案

    智慧水表云系统首页界面

  • 数据自动回传:水表端集成了NB-IOT物联网模块,通过网络直接把用户每日用水量自动发送到云端数据服务器;
  • 网络结构简单:利用公共网络,不需构建自己的网络, 表端直接与后台服务端通信;
  • 离散发送数据:特殊的数据回传时间设置模式,可将数据发送时间固定在特定的时段离散发送,避免数据并发造成的数据丢失;
  • 表端可查询历史数据:为避免因网络信号不好等原因,造成数据丢失,表端会存储数据,每次上报数据时会同时将历史15天的数据一同上报;
  • 冻结数据:为避免数据丢失,表端冻结了30天的历史数据,可通过下发指令读取。
  • 结算日数据:可对表端设置结算日数据,并读取。
  • SIM卡号读取
  • 异常状态报警:无线电子单元对当前采集的水表数据进行存储,以及对水表的运行状态进行存储,如:是否有强磁干扰,是否欠压,是否有倒流等状态。
  • 分体式结构:为适应地表井的NB水表安装,将NB模块和传感器设计为分体式连接,以便将NB模块安装在井口,提高信号强度。
  • 三、水表技术要求

    水表基表部分

    选用旋翼式半液封基表。基表主要性能指标不低于以下标准:

    准确度等级

    Q3/Q1

    温度等级

    水压等级

    压力损失等级

    2 级

    80/100

    T30

    MAp10

    △ p63

    最大允许误差:地区(Q1≤Q<Q2)最大允许误差为 ±5% ;高区(Q2≤Q≤Q4)最大允许误差为 ±2% 。

    水表尺寸(含电子设备)

    口径(mm)

    长(mm)

    宽(mm)

    高(mm)

    15

    165

    86

    148

    20

    195

    86

    148

    25

    225

    86

    148

    备注:高度是指表盖掀起时水表整体的最高高度。

  • 表壳采用球墨铸铁材质,有良好的表面处理,不得有毛刺、划痕、裂纹、锈蚀、霉斑和涂层剥落现象。自来水表表壳颜色为蓝色(参考: 美标PANToNE294c,常规蓝色)。
  • 表内所有接触水的零部件应采用无毒、无污染、无生物活性的材料。机芯光洁度高,无毛刺,机件间配合紧凑。
  • 连接件:铜接管铜螺母
  • 计数器:表盘标志必须符合国家相关要求,读数部分应由气体或特殊液体密封,保证与水隔绝。表盘表面干净、无气泡。指针无遮挡,读数清晰。表盘始动梅花轮为黑色 6 瓣或 10 瓣常规形状。
  • 机械字轮位数:指示到 m3地位数为 4 位,即满行度 9999m3。
  • 水表预留铅封口,口径不小于 2mm。
  • 标志:在水表表盘上按客户要求印制相关字样和条形码。
  • 水表无线电子单元的模块防护等级达到IP68。
  • 信息铭牌必须清楚、外壳上标明以下信息:水表表号、计量单位、准确度等级、常用流量、常用流量与最小流量比值、分界流量与最小流量比值、制造计量器具许可证标志和编号、制造商名称或商标、制造年月和编号、流向、最大允许压力、安装方式、温度等级、最大压力损失、远传相关的信息 ID(如电子单元号、集中器号、卡号)等信息。
  • 水表应有防护装置,封印后,如不破坏防护装置就不能拆开或改变水表及其调整装置。
  • 机电转换

    1 机电转换装置的技术要求应符合 “GB/T778.1”及“ CJ/T224” 中相应规定。

    2 机电转换应确保在水表质保期内正常运行,机电转换装置应具有一定的防护和抗干扰能力。

    3 机电转换可靠性:电子读数与机械指示装置的读数差值应符合以下规定。实时式:≤±1 个机电转换信号当量;直读式:≤±1 个最小转换分度值。

    4 采用分体式结构安装,电子部分可循环使用,便于日常维护。

    电子设备基本要求

    合众物联网NB-loT技术方案

    物联网NB远传水表

    1、应具有远程采集水表的水量及表具状态信息功能。具备对水表数据设定周期自动采集和按需求随时单表采集功能。表具内可保存一个月以上的水量及表具状态信息。

    2、日上报成功率:≥99% ,机电转换误差精确至升位时,抄读准确率:≥99%,机电转换误差精确至吨位时,抄读准确率:≥99.99%。

    3 、温度范围:适应工作环境温度范围,0.1℃~55℃。

    4、 湿度范围:水表适应工作环境湿度范围,40℃时为 0%~100%,远传读数装置在 40℃至少为 93%。

    5 、安装环境等级:户外 C 级、建筑物类 B 级。

    6、 电磁环境等级:E1 级。

    7、 基表数据采集精度:精确到 白L 位,即满行度 9999.9m3。机电转换精度不低于

    100L。

    8、内置电池:锂电池具备独立更换条件,在上报频次为 1 次/日时,保证可连续使用≥3 年。

    9、 使用寿命:电子设备的使用寿命≥6年。

    10 、数据存储:可存储数据≥30 天,当存满存储介质时,新采集的数据自动覆盖最

    早数据。

    11、水表电子设备不得破坏基表结构,不得影响人工抄读水表读数.

    电子设备技术要求

  • 每日周期上报:上报前一天 24 小时数据,每次上报数据时会同时将历史15天的数据一同上报,共 15个记录信息等。
  • 冻结数据:为避免数据丢失,表端冻结了30天的历史数据,可通过下发指令读取;同时可对表端设置结算日,并定时读取。
  • 补包功能:当本次数据上报不成功时,下个上报周期数据自动补包,在数据有效保存期内的数据都可以补包。
  • 水表反转报警及反转计量功能:无线电子单元必须具有水表反转检测报警功能,当水表反转时,无线电子单元不仅告警还记录并处理反转量,确保水表机械读数与电子读数始终一致。
  • 设置功能:可通过远传集抄平台或红外手持设备进行设置。
  • 高频率周期上报设置:通过远传集抄平台设置更改发送频率,最小做到 1 小时周期上报。
  • 水表底数设置:通过近端手持终端设备或远传抄表平台,设置水表初始读数,保证电子读数与水表机械读数同步。
  • 水表编号设置:通过近端手持终端设备或远传集抄平台,设置水表内电子编号。
  • IP、端口设置:可通过近端手持设备或远传集抄平台,设置 IP、端口。
  • 周期上报离散设置:通过水表电子地址号随机离散,把上报的时间点离散,10S
  • 最小估长,默认 0 点到 4点内离散(时间可随时修改设置调整)。
  • 告警功能:可对电池欠压、磁干扰、反流流量进行告警。
  • 电压告警:水表电池欠压时,随周期上报数据进行告警,并上报当前电池电压。
  • 磁干扰告警:水表受到磁干扰时,随周期上报数据进行告警。
  • 反流流量告警:水表(默认 30 分钟)持续反流流量>反流告警阀值(默认 Q2), 默认随周期上报数据进行告警。当开启立即告警时,每日仅在首次发生时立即唤醒水表主动上报一次,并且随周期上报数据一起上报。
  • 时间校对:数据周期上报时,通过平台时间进行校对。
  • 数据加密:水表终端至远传集抄平台采取 128 位高级加密标准,AES-128 加密、解密算法。
  • 芯片软件版本:水表 NB-IoT 模组芯片软件版本不低于 Sp5。
  • 采用 NB-IoT 直传水表,不得通过集中器方式传输
  • 四、NB-IOT系统构成

    合众物联网NB-loT技术方案

    NB-loT系统图

    合众物联网NB-loT技术方案

    合众智慧水务管理平台

    五、质保期服务要求:

    1、质保期内出现产品质量问题,如发生水表停坏、字轮脱落、忽走忽停等故障问题;字轮位置不准确等影响检定效率的问题;以及排污、字轮褪色、计数器起雾、数据传输失败或数据与现场水表指数不一致等故障时,应在规定时限内到场,负责免费更换。

    2、承诺所提供水表的电子部分质保期不低于 3年,水表基表质保期不低于1年,在正常使用条件下,质保期内出现产品质量问题,负责免费更换。

    3、合同期内买方所有在装表具因冻、烫、砸等人为因素造成的水表不能正常计量运行,公司负责更换新表,客户应按合同单价支付费用。

    4、对于买方所有在装超出质保期的水表出现故障问题,买方有权要求公司有偿提供新表,新表应按合同单价标准另行支付费用。

    来源:深圳合众致达科技

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