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(tuán)）股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“寧水集團(tuán)”） 、浙江省水表研究院副院長(zhǎng)陳富光，以“NB-IoT水表的適應(yīng)性應(yīng)用研究”為題，與大家分享了寧水集團(tuán)對(duì)于NB-IoT水表的探索歷程與應(yīng)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(tuán)與華為簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，著手開(kāi)始NB-loT技術(shù)的應(yīng)用研發(fā)。到2016年5月，寧水集團(tuán)與深圳水務(wù)、華為、電信啟動(dòng)NB-loT智慧水表項(xiàng)目。真正的使用是在2017年3月，深圳正式商用1200只，該項(xiàng)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，整體的架構(gòu)與我們手機(jī)2G、4G的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)形式類似。通過(guò)NB-IoT通訊網(wǎng)絡(luò)，水表將數(shù)據(jù)發(fā)送到IoT核心網(wǎng)，再將數(shù)據(jù)推送到智慧水務(wù)應(yīng)用平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)無(wú)需接收數(shù)據(jù)設(shè)備抄收數(shù)據(jù)，特點(diǎn)是安裝方便，無(wú)需布線，也無(wú)需組網(wǎng)。

　　NB-IoT的傳輸方式示意圖

　　適應(yīng)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(rèn)為它必須與傳統(tǒng)的水表形成較大的區(qū)別。第一，要實(shí)現(xiàn)機(jī)電分離、電池可更換，延長(zhǎng)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(shù)據(jù)服務(wù)。當(dāng)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(tuán)看來(lái)，智慧就是數(shù)據(jù)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(xí)去優(yōu)化改進(jìn)，從而形成像人類一樣的處理能力和智慧。智慧水務(wù)最核心的就是它的數(shù)據(jù)信息量，對(duì)于NB-IoT水表來(lái)說(shuō)，需要有：1）適合的流量數(shù)據(jù)信息，如正向計(jì)量、反向計(jì)量、瞬時(shí)流量等；2）適合的機(jī)電轉(zhuǎn)換精度，轉(zhuǎn)換精度太低對(duì)小區(qū)域性的漏損統(tǒng)計(jì)不實(shí)用，精度越高統(tǒng)計(jì)分析越準(zhǔn)確；3）合理的數(shù)據(jù)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(xiàn)機(jī)電轉(zhuǎn)化精度達(dá)到1L，每半小時(shí)上傳一次數(shù)據(jù)，為用戶的用水習(xí)慣分析、區(qū)域的產(chǎn)銷差分析提供數(shù)據(jù)支持。

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

　　第四，數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)采用公共網(wǎng)絡(luò)，有專業(yè)的維護(hù)，更加穩(wěn)定可靠。

　　陳富光補(bǔ)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(xù)這個(gè)發(fā)展思路。

　　適應(yīng)性二：給智慧水務(wù)帶來(lái)的改變

　　有了豐富的數(shù)據(jù)量作為基礎(chǔ)之后，數(shù)據(jù)的分析將更加精細(xì)化和精準(zhǔn)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?yàn)橐粋€(gè)月傳一次數(shù)據(jù)的周期不夠?，F(xiàn)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(xù)性的漏水，而且用水相對(duì)比較恒定，可以判斷出它是存在漏水情況的。因此，我們可以跟用戶進(jìn)行溝通，讓用戶及時(shí)處理，從而提升用戶的體驗(yàn)，同時(shí)也在節(jié)水方面達(dá)到較好的效果。

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

　　還有，房屋空置率的分析。這對(duì)營(yíng)收管理系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，能夠帶來(lái)很好的助益作用。此外，還有用水習(xí)慣的分析，24小時(shí)的大量數(shù)據(jù)可以分析每家每戶的用水習(xí)慣，包括家里的人員情況、結(jié)構(gòu)等。還有產(chǎn)銷差分析、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境分析、溫度環(huán)境分析等，都能因?yàn)閿?shù)據(jù)更加豐富和精準(zhǔn)得以更好地實(shí)現(xiàn)。

　　適應(yīng)性三：在各類環(huán)境中的表現(xiàn)

　　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(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)等，基本上都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了。

　　陳富光還介紹了NB-IoT在各類環(huán)境中的表現(xiàn)情況。例如下圖是NB-loT水表在現(xiàn)場(chǎng)的一個(gè)真實(shí)環(huán)境下的數(shù)據(jù)，這個(gè)數(shù)據(jù)是用戶自己統(tǒng)計(jì)的。它反映的是NB-IoT水表裝在不同深度對(duì)傳輸信號(hào)的影響，發(fā)現(xiàn)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(duì)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)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(hào)在水淹的情況下其實(shí)對(duì)它的影響是很大的，給我們?cè)谑褂脮r(shí)提供了詳細(xì)的參考。

　　還有不同材料的井蓋、不同的表箱對(duì)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的影響。整體來(lái)說(shuō)，不同材料的表蓋對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響并不是太大，但是鐵表箱對(duì)信號(hào)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(xiàn)。

　　陳富光談到，在一個(gè)地級(jí)市，寧水集團(tuán)在NB-IoT水表方面付出了很多努力，最終形成了很好的應(yīng)用實(shí)踐。該市從2017年到2019年陸續(xù)安裝NB-IoT表，一共11928臺(tái)，適應(yīng)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(bào)率達(dá)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?shù)臄?shù)據(jù)更加豐富，可以更好地滿足未來(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，它滿足了當(dāng)下的市場(chǎng)需求，具有網(wǎng)絡(luò)可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，有非常重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

更多精彩內(nèi)容詳見(jiàn)專題：2020(第五屆)供水高峰論壇

編輯：王媛媛