La comunicació NB-IoT d'un comptador d'aigua per ultrasons s'implementa basant-se en l'arquitectura de cloud-pipe-end d'extrem a extrem. Tot el procés inclou quatre passos clau:
1. Mesurament i recollida de dades al costat del terminal
El comptador d'aigua per ultrasons utilitza el mètode de diferència de temps (ToF) per mesurar el cabal: un parell de transductors ultrasònics transmeten i reben senyals alternativament. El cabal es calcula mesurant la diferència de temps entre la propagació aigües amunt i aigües avall. L'MCU recopila dades de cabal, realitza una compensació de temperatura i les emmagatzema localment.
2. Accés a la xarxa NB-IoT i transmissió de dades
El mòdul NB-IoT integrat (per exemple, BC95, A7670) s'activa mitjançant el temporitzador RTC. Inicia l'accés a la xarxa mitjançant ordres AT, completa l'autenticació de l'operador i estableix una connexió. Les dades s'empaquetan en un format estàndard (per exemple, TLV/binari) amb l'ID del dispositiu, la marca de temps, el flux i l'estat de la bateria, i després es transmeten mitjançant protocols com ara CoAP/MQTT.
3. Reenviament i seguretat de la capa de xarxa
Les dades passen a través de l'estació base NB-IoT → xarxa central → plataforma IoT (per exemple, OneNET). La transmissió està protegida mitjançant xifratge DTLS i autenticació d'identitat del dispositiu per evitar manipulacions i escoltes.
4. Aplicació del costat de la plataforma i control bidireccional
La plataforma de serveis d'aigua analitza i emmagatzema dades, permetent la lectura remota, la facturació, la detecció de fuites i el control de vàlvules. La plataforma pot emetre ordres (per exemple, llegir paràmetres, obrir/tancar vàlvula) al comptador, que les executa i retorna resultats a través de la xarxa NB-IoT.
Mecanismes clau de baix consum:
PSM (Mode d'estalvi d'energia): Entra en repòs profund després de la transmissió, amb un corrent tan baix com un nivell de μA.
eDRX: estén la recepció discontínua per equilibrar la latència i el consum d'energia.
El consum típic d'energia d'enllaç ascendent diari és d'uns 18,7 mJ, cosa que permet una durada de la bateria de 8 a 10 anys.
Data de publicació: 21 d'abril de 2026