一、NB-loT物联网水表发展趋势

随着三供一业、城乡供水一体化、老旧水表到期更换和国家《水十条》漏损控制等政策要求。同时，也随着数字城市的建设发展，智能水表使用率越来越高，数字水务的构建已成趋势。最近几年，智能无线远传水表一般都采用Lora或GSM短信通讯等技术，虽然都有其自身技术优势，但缺点也很明显。譬如：

· Lora属于自组网技术，用户接入数量有限，且表与表之间需要相互连接，使得成本高、工程量大；
· GSM通讯不仅功耗大而且信号盲区多。

1、NB-loT物联网技术

NB-loT（Narrow Band Internet of Things, NB-IoT）即基于蜂窝窄带物联网技术，整个网络是由专门机构给予制定的一项新的技术标准，属于一种针对物联网研发的窄带射频技术。所占带宽窄，只需约180KHz，而且其使用License频段，可以借助不同模式来实现与网络和谐共存，并且能够直接部署在2/3/4G网络上，实现现有网络复用，降低部署成本。

典型的窄带物联网架构为三层，分别是感知层、网络层、应用层。

· 感知层：由各种传感器构成，包括计量计、压力计、GPS等感知终端。感知层是物联网识别物体、采集信息的来源；
· 网络层：由各种网络，包括互联网、网络管理系统和云计算平台等组成，是整个物联网的中枢，负责传递和处理感知层获取的信息；
· 应用层：是物联网和用户的接口，与行业需求结合，实现物联网的智能应用。

2、NB-loT物联网技术特点

① 广覆盖
相比现有的GSM、宽带LTE等网络，NB-loT网络覆盖增强了20dB，其信号的传输范围更大（GSM基站目前理想状况下能覆盖35km），NB-loT能覆盖到深层地下GSM网络无法覆盖到的地方。

② 大连接
相比其它无线技术，同一基站下增多了50-100倍的接入数，每小区可以达到50K连接，真正实现万物互联所必须的海量连接，非常适合农村人饮工程的建设。

③ 低功耗
终端在99%的时间内均处在休眠状态，并集成多种节电技术。

④ 低成本
硬件可剪裁，软件按需简化，确保了NB-loT的成本低廉。NB-loT因其适用的场景，还具有低速率和低移动性的特点。

二、NB-loT物联网水表模组介绍

NB-loT物联网水表是一款“双芯”智能水表，即“智慧芯=计量+监控”，计量芯——水表回归计量的本质，监控芯——物联网赋能管理。NB-loT开创双向“双芯”智能水表。

三、物联网智能水表安装环境诉求

NB-loT物联网水表采用NB-loT无线通信技术，不用布线连接，通过便携式的安装方式，节省人力、物力和财力。可安装在农村水井、城镇供水、农业水利灌溉、田园道路绿化、校园集体宿舍、小区住宅等。但在物联网信号覆盖方面有如下需求：

· 覆盖需求：需要有NB信号覆盖且水表安装前信号覆盖强度足够好；
· 补盲需求：对信号覆盖不好的区域，需要运营商升级基站；
· 勘测需求：水表安装时，需要便捷的信号测试设备，测试信号。

四、物联网信号的优化处理

NB-loT物联网与其他任何网络技术一样，速度和响应能力对于物联网设备的安全操作至关重要，在物联网连接过程中安全可靠的目标难以捕捉，怎样优化网络传输信号是决定普及万物互联的基础。

首先在网络布局中，使用网络分段法，在有效距离内合理分段式布局网络基站。RF优化，由于NB-loT与L800M为1:1组网，依据L800M覆盖情况，通过天线调整进行干扰消除和降低干扰。

参数优化，通过功率参数、SI无线帧号偏移，跳出PRACH和频域参数错开干扰。经过上述优化调整，地面平均RSRP为-68.90dbm，SINR为12.83db，井下平均RSRP为-105dbm，SINR为8.9db。水表数据上报成功率达100%，为水表数据采集打下基础。

五、经典项目案例分析

康德曼控股集团于1999年在北京成立。公司主要从事计算机软件开发、数字水务、大数据和人工智能产品研发。在数字水务领域，公司组建了集芯片研发、智能水表及其它水务设备的生产、销售和售后服务等完整的生产链。

2019年康德曼公司承建了甘肃省兰州市红古区“三供一业”水表改造项目，为红古区上万户居民进行旧表更换。这些改造的小区都是老旧小区，供水设施陈旧老化，“跑、冒、滴、漏”现象频发，管理上存在如下问题：

（1）采取粗放的管理手段，水费依旧按照人头结算，用水浪费严重。

（2）监管不透明，缺乏有效技术手段实时监控。

（3）运维时效长，出现“跑、冒、滴、漏”现象，无法及时发现，及时维修。

1、解决方案

针对上述问题，康德曼公司为用户管理部门提出“全面感知”、“主动服务”、“科学决策”、“缴费快捷”服务解决方案。通过康德曼公司NB-loT物联网水表和数字水务平台实现水表实时感知与管理。建立数据分析、存储与管理，为管理部门提供各种信息支撑，实现科学用水、智慧管控。

（1）全面感知
以康德曼公司NB-loT物联网水表作为感知层，及时、准确、全面的将用户用水数据及水表运行状态数据上传至数据采集平台。

（2）主动服务
通过对采集到的用户用水数据分析，发现“跑、冒、滴、漏”问题，及时预警并告知相关人员进行处理和解决。

（3）科学决策
全面分析采集到的用水数据，分析不同群体用水习惯，做出相应预测，进行合理资源分配，优化成本，改善服务，保障供水。

（4）缴费快捷
用户可通过水司营业大厅、康德曼微信小程序等多种缴费方式缴费，用户当期及历史用水量都可通过微信小程序查询。微信公众号还不定期提供水价信息、水质检测报告、停水公告等。

2、康德曼NB-loT智能水表运行效果

经过工程方6个月的施工，水表安装顺利完成；经过3个月的试运行，水表数据上线率如表所示：

由康德曼公司提出的服务解决方案，在试用阶段，已经提高了用户管理部门管理水平，给水表用户提供了更优质的服务。

（1）节省人力，提高效率
康德曼NB-loT智能水表实现了点对点传输，并且它依托于广覆盖、低耗能和上线率高三大优势，有效确保了数据上传的及时性、准确性和完整性，真正实现了远程抄表和数据传输，降低了抄表成本；科学可靠的数据采集方式和实时的采集频率，会形成高密度、高精度、高价值的水务数据，为大数据处理、数据分析提供基础。

（2）水量精准，经济增效
供水公司通过上报的数据，准确计算出用水量产销差。通过分析各个区域总表数据，可查询到各级管道漏损情况，有效筛选出漏损管网区域，安排人员有针对性的进行修补。避免了盲目查漏带来的时间和人力浪费，提高漏损控制效率。

（3）分区计量
结合康德曼NB-loT智能水表，综合利用数字化水务系统以及管网监测，对管网压力、流量进行监测，有效分析片区主管网漏损情况；通过管网GIS报警上报，精确指导维修人员定点维修，大幅减少了漏损维修时间。漏损率由之前的20%逐渐下降到目前的8%左右。

（4）自动推送服务
通过康德曼NB-loT水表上报的海量数据，结合人工智能分析，计算出用户用水习惯和平均用水量，设定异常水量提醒；一旦用户用水出现异常，平台将及时推送水量异常短信告知用户；用户可及时检查或请求协助，减少不必要的损失，提高用户服务体验。

（5）“无接触”用水服务
新冠疫情期间，“无接触”服务席卷各个行业。康德曼NB-loT物联网水表精准的上报数据，远程监控水表运行，供水公司可通过康德曼数字水务平台远程监控和查询用户用水情况；用户足不出户可通过康德曼康支付实现账单查询、网络缴费等业务。这些“无接触”用水服务，使得人们更安心、贴心。

六、NB-loT水表未来发展讨论

随着NB物联网技术的成熟，NB-loT物联网智能水表在水务行业将越来越普及，但在实际项目实施中，存在诸多问题。很多区域NB信号还未覆盖，这是基础，如果基础做不好，谈何物联网技术的普及；目前NB资费过高，运营商应进一步降低资费，将有助于窄带物联网技术在水务行业的推广；运营商应加强服务能力，才能保证物联网产品的正常使用。

NB-loT智能水表是数字城市建设的感知层，通过感知层采集数据，实现数字水务一张网。每张网由不同云朵构成，每个云朵又由不同的感知层组成，形成了自下而上数据归集，自上而下统一管理的数字水务。这将给水表赋能，万物互联，给智能水表插上AloT的翅膀。