物 联 网 水 表
（NB-IoT）
技
术
方
案
项目背景
随着科技的进步和社会的发展，特别是信息技术的发展，使信息的传播已经达到了实时化和智能化，尤其是在公用事业领域，各类信息的采集和传输已经能够实现智能化，以往那种采用人工抄收和统计水表数据的时代已经成为历史。随着无线电科技、蓝牙技术和NB-IOT物联网公用通讯网络的普及，使远程水表技术迅速的发展和成熟。
随着城市化建设进程的不断加快，现代住宅小区以及农村住宅也朝着**化、智能化的方向发展，传统的人工抄表模式已经不能满足。为了摆脱千头万绪的人工抄表系统，我们总是在为用户寻找更好的抄表解决方案。经过长期的研发与验证，我公司推出了NB-IOT物联网无线远传水表抄表监控系统，系统可以在线查询，缴费，每天上传表用水数据，这样不但节省了人工，还能够及时监测用水的用水情况，以便发现跑冒水现像和不正常用水现象，彻底解决供水部门营业抄收各种问题。
一、系统概述
NB_IOT物联网水表是我司*新研发的新一代物联网水表，它应用了目前*新的NB_IOT窄带蜂窝技术。不同于传统的远传抄表系统，企业无需自行组网，水表直接接入公网，每个水表都作为一个终端独立工作，安装维护简单、工作运行可靠。
二、系统架构
三、系统组成
1. 物联网水表（NB-IoT）
NB-IOT 物联网水表
NB-IOT阀控物联网水表
1.1产品概述
NB-IoT物联网水表是我司自主研制的一款用于远程抄表及阀控的智能水表。它通过窄带物联网（Narrow Band Internet of Things, NB-IoT）与服务器进行远程通讯，无需使用LoRa水表、光电直读水表、无线远传水表集抄系统中的采集器或集中器设备，采用一表一卡的点到点连接方式，简化了设备安装工作，实现了对水表使用量的自动远程抄表，并有效的避免了管理部门上门抄表的人力工作。该水表具备阀门控制功能，可方便管理部门对水表的用水情况进行控制，使得远程抄表及控制变的便捷、可靠，在节约人力、物力和财力的同时，有效提高了生产效益。
产品遵循的法律、法规、标准和规范：
Ø 《中华人民共和国计量法》（2015年）
Ø GB/T778.1～3-2007 《封闭满管道中水流量的测量饮用冷水水表和热水水表》
Ø GB/T25920-2010 《饮用冷水水表塑料表壳及承压件技术规范》
Ø JJG 162—2009 《冷水水表》
Ø CJ/T 266-2008 《饮用水冷水水表**规则》
Ø CJ/T 224-2012 《电子远传水表》
Ø CJ/T 188 《户用计量仪表数据传输技术条件》
Ø GB/T778.1-2007 《封闭满管道中水流量的测量-饮用冷水水表和热水水表》
Ø JJG 162-2009 《水表检定规程》
Ø GB/T 2423-2001 《电工电子产品环境试验》
Ø GB 4208-2008 《外壳防护等级》
Ø GB/T 15464 《仪器仪表包装通用技术条件》
Ø JG/T162—2007 《住宅远传抄表系统 数据专线传输》
Ø CJ3064——1997 《居民饮用净水计量仪表**规则》
Ø ISO4064-1-2014 《可饮用冷水和热水表计量和技术要求》
1.2产品特点
Ø NB-IoT物联网水表采用目前世界上*先进的窄带蜂窝网通信技术，具备网络深覆盖、广链接、低功耗等优势，通信稳定、可靠、**。水表直接接入公网，无需自行组网，安装简单，维护方便。
Ø 采用电信工业级SIM卡（贴片式），耐高低温（-40度—+105度），抗震动（20HZ—2000HZ）、读写次数（50万次）。
Ø 远程抄读：周期性定时主动上报表计读数，数据上传时间及周期可通过平台进行设定，满足不同用户管理需要。
Ø 远程阀控：阀控水表可远程关阀和开阀。
Ø 预警系统：电池欠压，计量异常等告警提示。
Ø 超长寿命组合电池：标准ER26500电池+SPC1520电池电容组合供电保证6年以上使用无须更换。
Ø 内置/外置天线：支持内置/外置天线、信号稳定可靠，实现全覆盖，无盲区。
Ø 采样准确度高：采用进口磁性传感器采样，读数准确性可达到100%。
Ø 水表采用机电分离结构，维修方便，便于水司进行旧表改造。
Ø 电路采用环氧灌封，防水等级达IP68。
Ø 采用授权频谱，极大降低了信号的干扰，保证了水表传输的可靠性及**性。
1.3技术参数
|
公称口径
mm
|
15
|
20
|
25
|
32
|
40
|
50
|
80
|
100
|
150
|
200
|
|
常用流量（Q3）
m³/h
|
2.5
|
4
|
6.3
|
10
|
16
|
40
|
63
|
100
|
250
|
400
|
|
量程比（Q3/Q1）
|
100
|
50
|
|
Q2/Q1
|
1.6
|
|
准确度等级
|
2级
水温0.1℃至30℃范围内，水表的*大允许误差在高区(Q2≤Q≤Q4)为±2%，低区（Q1≤Q＜Q2）为±5%；
|
|
安装方式
|
水平安装
|
|
温度等级
|
T30、T90
|
|
压力等级
|
MAP10
|
|
压力损失等级
|
△p63
|
△p25
|
|
流动剖面敏感度
等级
|
U10/D5
|
|
防水等级
|
IP68
|
|
工作环境
|
温度(-15℃～+55℃) 相对湿度<90%
|
|
阀门形式(可控型)
|
球阀
|
先导膜片阀
|
|
阀门耐用性（可控型）
|
≥5000次
|
|
供电电源
|
锂电：3.6V （ER26500+SPC1520电池电容组合）
|
|
使用寿命
|
无阀控功能水表：若每1天抄表一次，大于6+1年。
有阀控功能水表：若每1天抄表一次，每1月开关阀一次，大于6+1年。
|
|
信号采集方式
|
脉冲计量
|
|
数据显示方式
|
机械累计显示+NB-IoT网络数据远程显示
|
|
磁攻击保护
|
符合国家计量标准，关阀或报警提示
|
|
数据保存年限
|
≥10年
|
|
传输网络
|
NB-IoT网络
|
|
工作频段
|
B5或B8
|
|
发射功率
|
<25dBm
|
|
接收灵敏度
|
-129±2dBm
|
|
静态电流
|
<10μA
|
|
发射电流
|
< 600mA
|
|
接收电流
|
<300mA
|
|
唤醒时间
|
定时唤醒
|
2. 系统平台
软件管理平台系统采用B/S架构，是集管理、抄表、结算、查询分析等功能为一体的综合管理系统，可对智能表及相关设备如水表、采集器、集中器等进行管理，并为用户建立档案，可完成智能表数据的定时自动采集、用量结算功能。
2.1系统平台主要特点
1) 多种结算方式
Ø 预付费结算方式（阀控水表）
自动结算 ：用户账户预存费用，系统设定自动抄读冻结数据（日、月），数据抄回后自动结算扣费 ， 结算产生的费用直接从账户余额扣费。
二级报警：扣费后→如果低于短信预警值时，发送给用户即将余额提醒短信；如果低于关阀预警值时，系统将会自动发送关阀指令，进行远程关阀操作。
Ø 后付费结算方式
定时抄月冻结数据，手工结算，*小结算频率一个月，可多月结算。 结算后再手工进行缴费，此种方式也支持提前预存费用。
Ø 第三方结算方式
系统只负责抄表和控阀，不进行结算，只将抄表数据导入另外收费系统中。本系统提供WEB接口可实现与第三方系统进行无缝对接。
2) 支持手工抄表录入功能
系统兼容原机械水表的人工抄表方式，支持手工录入，便于自来水公司对智能水表及机械水表进行统一管理。
3) 具有配套的手机APP
同一APP支持用户和操作员两种不同类型人员登录 ，实现不同的功能。 管理员可通过手机APP可实现故障表查询、远程抄表和控阀，用户可通过APP实现查询、远程充值功能。
2.2系统环境配置要求
操作系统：windows server 2008r2版本以上64位系统
硬件要求：2.67GHz CPU、2G 内存1024x768 显示器、10G硬盘（*低配置）
其它需求：需要外网固定IP。
2.3平台统计功能、报警功能、账务功能
1) 统计功能
典型界面
日用量统计
用量区间统计
抄控成功率统计
2) 报警功能
表端报警功能：表上传数据含有各种报警状态字，可通过上位机软件和手机APP端查询相关报警信息。
Ø 上位机软件界面：
Ø 手机APP界面：
Ø 账户余额不足短信报警功能
Ø 具有欠费关阀报警功能
