Коммуникация NB-IoT ультразвукового водомера реализована на основе сквозной архитектуры «облако-трубопровод-конец». Весь процесс включает четыре ключевых этапа:
1. Измерение и сбор данных на стороне терминала.
Ультразвуковой водомер использует метод разности времен (ToF) для измерения расхода: пара ультразвуковых преобразователей попеременно передает и принимает сигналы. Расход рассчитывается путем измерения разницы во времени между распространением сигнала вверх и вниз по течению. Микроконтроллер собирает данные о расходе, выполняет температурную компенсацию и сохраняет их локально.
2. Доступ к сети NB-IoT и передача данных.
Встроенный модуль NB-IoT (например, BC95, A7670) активируется таймером RTC. Он инициирует доступ к сети с помощью AT-команд, завершает аутентификацию оператора и устанавливает соединение. Данные упаковываются в стандартный формат (например, TLV/Binary) с идентификатором устройства, меткой времени, потоком и состоянием батареи, а затем передаются с использованием таких протоколов, как CoAP/MQTT.
3. Пересылка данных на сетевом уровне и безопасность.
Данные передаются через базовую станцию NB-IoT → ядро сети → платформу IoT (например, OneNET). Передача защищена шифрованием DTLS и аутентификацией устройства для предотвращения несанкционированного доступа и прослушивания.
4. Применение на стороне платформы и двустороннее управление.
Платформа водоснабжающей компании анализирует и хранит данные, обеспечивая дистанционное считывание показаний, выставление счетов, обнаружение утечек и управление клапанами. Платформа может отправлять команды (например, считывать параметры, открывать/закрывать клапан) на счетчик, который их выполняет и возвращает результаты через сеть NB-IoT.
Основные механизмы снижения энергопотребления:
Режим энергосбережения (PSM): после передачи данных переходит в глубокий сон, при этом потребляемый ток снижается до уровня микроампер.
eDRX: Расширяет возможности приема с прерываниями для балансировки задержки и энергопотребления.
Типичное суточное энергопотребление восходящего канала составляет примерно 18,7 мДж, что обеспечивает срок службы батареи от 8 до 10 лет.
Дата публикации: 21 апреля 2026 г.