nb-iot技术在智能水表领域中的应用研究

文献标志码 ：A
０ 引言
目前，随着城市化的迅速发展，住宅的调试难度加大， 维修工作量也增大，小型无线仪表的稳定性也不是很高。 为了解决水表需要长期维护的问题，供水企业既要考虑功 耗又要顾及实时性。随着宽带物联网越来越先进，我国抄 表问题日益严重，抄表工作量也越来越大。当前智能水表 的读数技术已经有了新进展，该水表采用多种新型智能抄 表技术。然而，智能水表系统中的智能动态抄表相对较少， 在仪器仪表中找不到解决方案，研究者对大量数据的管理 提出了一些问题。例如，抄表模式卡不能有效监测用水量， 智能抄表系统能够及时而准确地得到供应，但其线表结构 复杂且成本高。在这个背景下，NB-IoT 技术逐渐发展起来， 越来越多地应用于智能水表领域。
１．２ ＮＢ－ＩｏＴ 技术的组网方式
NB-IoT 网络使用的是授权频道，目前只有运营商才有 授权频道，因此目前开展 NB-IoT 网络建设的也只有运营 商。组网的部署方式有 3 种，分别是带内、保护带和独立载 波。带内组网部署是在 LTE 频带内截取一段频带作为 NBIoT 的使用频带进行组网，它的优点是极易扩展，发射的功 率很高，缺点是会减少 LTE 的网络容量，对于目前部分已 捉襟见肘的 4G 容量影响较大。保护带组网是利用 LTE 频带 边缘的保护带作为 NB-IoT 的频带，这段频带较窄，扩容困 难，还会干扰到 LTE 网络，因此现网一般不采用。独立组 网是在 GSM 的频带中取一段频带作为 NB-IoT 的频带，扩 容灵活，发射功率高，下行速率较高，覆盖范围广，由于 目前 GSM 用户数在不断减少，频率资源也相对宽松一些， 因此一般采用此方案进行部署。
安全、成本低和功耗低等。将此技术应用于智能水表领域，既能够减少抄表的成本，又可以智能化管理水表，
它的应用价值非常大。该文主要概述了 NB-IoT 技术的特点、组网方式及其在智能水表领域的应用。
关键词 ：NB-IoT 技术 ；智能水表 ；应用 ；研究
中图分类号 ：TN929
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中国新技术新产品 2019 NO.11（下）
高新技术
汽车前轴高温锻件自动化三维ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ量检测技术
苑晓菲 （沈阳职业技术学院，辽宁 沈阳 110000）
摘 要 ：高温锻件的自动化三维测量检测技术是利用工业机器人的三维测量设备从多个不同角度对高温锻件进
行测量的，同时将不同角度测量的数据信息归纳到同一个坐标中，形成完整的数据，并对关键尺寸进行提取，
作环境无法提供外部电源的地方更具吸引力，大大节约了 运营成本。 １．１．４ 更低成本
如果终端单价过高，对于部署海量终端的企业来说是 一笔高昂的费用，会极大地减少企业的部署热情。NB-IoT 技术的优越性有宽带窄、速率低和网路对时延不敏感等，这 些特性可以令 NB-IoT 终端简化，简单的构造、简化的模组 电路和简化的软件依然能够满足物联网通信的需要，终端 简化使得单连接模块成本进一步降低，一般要求单模块成 本不超过 5 美元，更低的成本使海量部署成为可能。
NB—IoT 智能水表系统的组成主要有 5 个部分 ：水表 （NB-IoT 通信模组的）、通信基站、服务器、云平台和管 理软件。住户家里可以安装一只智能水表，水表运行时可 以自动搜索邻近的通信基站，再注册到云平台，云平台可 以自动分析此设备上的数据、接收数据的能力等。水表的 数据可以通过基站传输至云平台，同时接收到云平台的消 息。客户端上的软件可以借助服务器从云平台获取用水量 数据，随时监测到每个居民的用水量，客户端软件还能调 价控制居民的用水量，向各个居民发送每个月的用水量和 用水扣费的具体情况。
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2019 NO.11（下） 中国新技术新产品
NB-IoT技术在智能水表领域中的应用研究
谭志华 （广州能源检测研究院，广东 广州 510447）
摘 要 ：据了解传统水表有很多缺陷，例如不能实时监测、施工程序复杂、成本高以及通信不稳定等。NB-
IoT 窄带物联网技术的应用恰好弥补了这些缺陷，此技术的优点有很多，例如，覆盖面积广、可靠性高、非常
并且最后进行趋势分析。找到其中存在的问题，并且提出对应有效的解决措施，使关键技术在汽车前轴高温
锻件进行实际应用，基于实验证明相关方法的可行性。
关键词 ：汽车前轴 ；高温锻件 ；自动化 ；三维测量 ；检测技术
中图分类号 ：TP391
文献标志码 ：A
汽车前轴是汽车的关键组成部分，前轴高温锻件通常 都是基于多步锻造一体成型的，因为一体成型的前轴高温 锻件结构比较复杂，锻造过程的精准程度不好控制。传统的 人工方式精准检测只能在锻件冷却状态下才能够实施，因 为热胀冷缩，在冷却状态下的数据信息无法体现热态时候 的尺寸，无法为设计与创新改进提供参考。而在高温状态 下对锻件精度进行快速、精准的测量与检测，能够快速检测 锻件的精度，回收超差的零件，实现能源的节约。基于锻 件精度的检测结果，能够及时发现锻造模具可能产生的磨 损超差、开裂等问题，以免产生批次不合格的产品，避免 带来损失。在生产过程中能够对锻件的精度数据进行有效 采集，有助于深入了解锻件制造过程的尺寸变化趋势，能 够为后续优化锻造工艺、锻模设计等奠定数据基础，促进 锻造行业从自动化发展变为智能化。
１ ＮＢ－ＩｏＴ 网络技术的特点和组网方式
NB-IoT 技术与现网融合，具有很多优点。目前，该技 术广泛应用于智能电表、水表中，具有移动性小、数据流 量小、对时延不敏感等优点。
１．１ ＮＢ－ＩｏＴ 网络技术的特点
１．１．１ 广域覆盖
在发射机发送相同功率的前提下，网络的带宽减小，功 率密度变大，同时信号也能够重复发送，获得时间分集增 益，与现有的网络相比，在同样的频率下，信号覆盖能力 会增强 20 dB。由于信号增强，信号可以覆盖的面积也增大 了，与传统的 GSM 网络相比，覆盖范围增大了 10 倍，并 且能覆盖到现有网络无法覆盖的室内、地下停车场中，给 万物互联提供了信号基础。
２ ＮＢ—ＩｏＴ 智能水表系统架构和应用
２．１ ＮＢ—ＩｏＴ 智能水表系统架构
１．１．２ 海量连接
NB-IoT 技术其中的一个特点是对时延不敏感，数据流 量较小，信令开销少，上行资源调度粒度小，资源利用率 高，一个扇区可以支持 10 万个连接，能够为万物互联提供 容量保证。
１．１．３ 更低功耗
NB-IoT 终端对时延不敏感，大部分时间均处于休眠状 态，信令开销少，通过 eDRX 技术、PSM 模式等省电节能 手段，消耗的电能较低。因此，NB-IoT 终端的待机时间会 增长很多，可以长达 10 年之久，尤其对那些地理位置和工