NB-IoT-kommunikationen för en ultraljudsvattenmätare implementeras baserat på end-to-end-arkitekturen Cloud-Pipe-End. Hela processen omfattar fyra huvudsteg:
1. Mätning och datainsamling på terminalsidan
Ultraljudsvattenmätaren använder tidsskillnadsmetoden (ToF) för att mäta flöde: ett par ultraljudsgivare sänder och tar emot signaler växelvis. Flödeshastigheten beräknas genom att mäta tidsskillnaden mellan uppströms och nedströms utbredning. MCU:n samlar in flödesdata, utför temperaturkompensation och lagrar den lokalt.
2. NB-IoT-nätverksåtkomst och dataöverföring
Den inbyggda NB-IoT-modulen (t.ex. BC95, A7670) väcks av RTC-timern. Den initierar nätverksåtkomst via AT-kommandon, slutför operatörsautentisering och upprättar en anslutning. Data paketeras i ett standardformat (t.ex. TLV/binärt) med enhets-ID, tidsstämpel, flöde och batteristatus och överförs sedan med protokoll som CoAP/MQTT.
3. Vidarebefordran och säkerhet på nätverkslagret
Data passerar genom NB-IoT-basstationen → kärnnätverket → IoT-plattformen (t.ex. OneNET). Överföringen är säkrad med DTLS-kryptering och enhetsidentitetsautentisering för att förhindra manipulering och avlyssning.
4. Plattformsapplikation och tvåvägsstyrning
Vattenplattformen analyserar och lagrar data, vilket möjliggör fjärravläsning, fakturering, läckagedetektering och ventilstyrning. Plattformen kan utfärda kommandon (t.ex. läsa parametrar, öppna/stänga ventil) till mätaren, som utför dem och returnerar resultat via NB-IoT-nätverket.
Viktiga lågeffektmekanismer:
PSM (Energisparläge): Går in i djupt viloläge efter sändning, med strömstyrka så låg som μA.
eDRX: Förlänger diskontinuerlig mottagning för att balansera latens och strömförbrukning.
Typisk daglig strömförbrukning för upplänk är ~18,7 mJ, vilket möjliggör en batteritid på 8–10 år.
Publiceringstid: 21 april 2026