一种NB-IOT无磁计量远传水表及其数据传输系统技术方案

本实用新型专利技术提出一种NB‑IOT无磁计量远传水表及其数据传输系统，NB‑IOT无磁计量远传水表，包括机械水表、水表外壳、水表外壳盖和远传模块，所述机械水表与水表外壳连接，所述水表外壳盖与水表外壳铰接，所述远传模块设置在水表外壳内，所述远传模块包括通过焊盘和导线连接的NB‑IOT模组、LCD显示屏、主控芯片、电机驱动模块、电源模块和电路底板。本实用新型专利技术利用NB‑IOT模组设计的无磁计量水表具备功耗低，计量高精度、无磁干扰的优点，可以做到数据可靠传输，在避免人工抄表的方式下同时改善了信号覆盖范围小和功耗大的问题，具有比较强的实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种NB-IOT无磁计量远传水表及其数据传输系统
本技术涉及远传水表
，尤其是一种NB-IOT无磁计量远传水表及其数据传输系统。
技术介绍
由于水表的放置环境通常为阴暗潮湿的隐蔽环境，且无法外接电源，当前占据市场主导的M-BUS总线通信以及无线通信技术在覆盖能力和功耗方面不能很好的满足水表自动上报数据的需求。在水表设备端市场化推广过程中，
技术介绍
窄带物联网（NarrowBandInternetOfThings,NB-IOT）是万物互联网络的一个重要分支，可直接部署于GSM网络、或LTE网络，以降低部署成本。NB-IOT作为IOT领域新兴技术之一，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，能够满足物联网水表设备端及终端的低功耗与低成本、覆盖范围广，网络接入方便等严格要求。而现有水表设备端传输流量数据过程中存在功耗大、信号覆盖小网络吞吐率小以及数据安全性能低的问题，不能实现水表智能便捷化管理。
技术实现思路
本技术解决了水表设备端传输流量数据过程中功耗大、信号覆盖小的问题，提出一种NB-IOT无磁计量远传水表及其数据传输系统，将NB-IOT技术应用于低功耗的广域网市场中，利用LwM2M协议接入云平台，可以解决水表流量数据传输过程中网络吞吐率小、数据安全性能低的的问题，不仅实现了水表智能便捷化管理，还能够为未来智慧城市的发展提供技术上的支持。为实现上述目的，提出以下技术方案：一种NB-IOT无磁计量远传水表，包括机械水表、水表外壳、水表外壳盖和远传模块，所述机械水表与水表外壳连接，所述水表外壳盖与水表外壳铰接，所述远传模块设置在水表外壳内，所述远传模块包括通过焊盘和导线连接的NB-IOT模组、LCD显示屏、主控芯片、电机驱动模块、电源模块和电路底板。本技术利用NB-IOT模组设计的无磁计量水表具备功耗低，计量高精度、无磁干扰的优点，可以做到数据可靠传输，在避免人工抄表的方式下同时改善了信号覆盖范围小和功耗大的问题，具有比较强的实用价值。作为优选，所述主控芯片为国民科技N32L436芯片，所述国民科技N32L436芯片上设与无磁传感计量单元LPRCNT，其数据存储在型号为24LC16的EEPROM中，具备更高的稳定性和更低的功耗，其休眠电流为1uA，而数据显示采用4x24段式LCD显示屏，包含电池电量和水表用量的显示。作为优选，所述NB-IOT模组采用利尔达的NB-86G模组。NB-86G模组通过NB-IOT网络与管理中心相连，NB-IOT技术基于移动蜂窝网络，具有覆盖广、信号强和功耗低的优点，每一个NB-IOT基站支持5万个NB-IOT终端的接入，模组在运行时可以自动搜索邻近的通信基站，在独立部署模式下，NB-IOT覆盖能力可达164dB。作为优选，所述水表外壳由环形中空柱体和弧形凹槽拼接而成，所述中空柱体的外壁与机械水表的表盘大小相同，机械水表与水表外壳通过螺栓螺母进行刚性连接或通过胶水进行柔性连接。作为优选，所述水表外壳盖与水表外壳外轮廓相同，所述水表外壳盖与水表外壳通过连接纽相连，所述连接纽固定在水表外壳环形中空柱体表面；所述远传模块设置在水表外壳的弧形凹槽内，与水表外壳通过螺栓螺母刚性连接或通过胶水柔性连接。一种NB-IOT无磁计量远传水表数据传输系统，包括水表设备端，所述水表设备端采用上述的一种NB-IOT无磁计量远传水表，还包括NB-IOT基站、云平台和终端应用，所述水表设备端利用NB-IOT模组将将采集得到的流量数据经NB-IOT基站发送到云平台，所述云平台再将流量数据传输到终端应用，所述终端应用发送阀门控制指令或水费支付到云平台，所述云平台将阀门控制指令通过NB-IOT基站发送到水表设备端。本技术基于移动运营商的NB-IOT网络，水表设备端信号更稳定、抗干扰力更强、安全性更高。在数据传输方面不需要借助任何中间环节，从仪表直达数据平台，方便实现直接的控制，可有效降低部署成本，因此NB-IOT技术将推进智能水表的快速发展。作为优选，所述云平台采用中国移动云平台，云平台和NB-IOT基站的传输过程使用LwM2M协议。由于NB86-G模组已经集成OneNET平台SDK，上电后发送AT指令给模组，可以快速实现上报、命令下发、远程升级的功能。无需自己移植平台的SDK至MCU，降低接入门槛，缩减工作量，快速实现业务。NB86-G模组使用LwM2M协议与中国移动云物联网平台建立连接，向中国移动物联网云平台注册设备信息，建立连接。避免供应商锁定并确保项目的互操作性，最好选择LwM2M协议。就项目的上线时间而言，LwM2M协议领先于MQTT协议，因为LwM2M协议提供即时部署功能，而MQTT协议需要为每个项目分别构建设备之间沟通的“语言”。作为优选，所述终端应用包括网页端、手机APP或第三方应用。在水表设备端的后台管理系统中，为了能够通过云端管理水表设备，通过调用中国移动云物联网平台云端SDK，实现控制指令由物联网云平台下发到水表设备的数据接收模块，完成水表设备的删除、禁用、注册入网等管理。用户可以在网页端通过HTTP/HTTPS调用，进行设备管理，数据查询，设备命令交互等操作，或者在小程序及APP端调用RESETfulAPI接口，采用JSON的数据传输格式，最终实现水表数据的主动上传，远程水表阀门的开关控制。本技术的有益效果是：本技术利用NB-IOT模组设计的无磁计量水表具备功耗低，计量高精度、无磁干扰的优点，可以做到数据可靠传输，在避免人工抄表的方式下同时改善了信号覆盖范围小和功耗大的问题，具有比较强的实用价值；本技术基于移动运营商的NB-IOT网络，水表设备端信号更稳定、抗干扰力更强、安全性更高。在数据传输方面不需要借助任何中间环节，从仪表直达数据平台，方便实现直接的控制，可有效降低部署成本，因此NB-IOT技术将推进智能水表的快速发展。附图说明图1是本实施例的水表结构示意图；图2是本实施例的远传模块结构示意图；图3是本实施例的远传模块连接示意图；图4是本实施例中数据传输系统结构示意图；图5是本实施例中NB-86G模组的原理电路图；图6是本实施例外部SIM卡连接参考电路图；图7是本实施例水表与中国移动云平台连接示意图；其中，1、机械水表2、水表外壳3、水表外壳盖4、远传模块4-1、NB-IOT模组4-2、LCD显示屏4-3、主控芯片4-4、电机驱动模块4-5、电源模块4-6、电路底板。具体实施方式实施例：本实施例提出一种NB-IOT无磁计量远传水表，参考图1，包括机械水表1、水表外壳2、水表外壳盖3和远传模块4，机械水表1与水表外壳2连接，水表外壳盖3与水表外壳2铰接，远传模块4设置在水表外壳2内，参考图2，远传模块4包括通过焊盘和导线连接的NB-IOT模组4-1、LCD显示屏4-2、主控芯片4-3、电机驱动模块4-4、电源模块4-5和电路底板4-6。参考图3，主控芯片4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种NB-IOT无磁计量远传水表，其特征是，包括机械水表（1）、水表外壳（2）、水表外壳盖（3）和远传模块（4），所述机械水表（1）与水表外壳（2）连接，所述水表外壳盖（3）与水表外壳（2）铰接，所述远传模块（4）设置在水表外壳（2）内，所述远传模块（4）包括通过焊盘和导线连接的NB-IOT模组（4-1）、LCD显示屏（4-2）、主控芯片（4-3）、电机驱动模块（4-4）、电源模块（4-5）和电路底板（4-6）。/n

【技术特征摘要】
1.一种NB-IOT无磁计量远传水表，其特征是，包括机械水表（1）、水表外壳（2）、水表外壳盖（3）和远传模块（4），所述机械水表（1）与水表外壳（2）连接，所述水表外壳盖（3）与水表外壳（2）铰接，所述远传模块（4）设置在水表外壳（2）内，所述远传模块（4）包括通过焊盘和导线连接的NB-IOT模组（4-1）、LCD显示屏（4-2）、主控芯片（4-3）、电机驱动模块（4-4）、电源模块（4-5）和电路底板（4-6）。


2.根据权利要求1所述的一种NB-IOT无磁计量远传水表，其特征是，所述主控芯片（4-3）为国民科技N32L436芯片，所述国民科技N32L436芯片上设与无磁传感计量单元LPRCNT，其数据存储在型号为24LC16的EEPROM中。


3.根据权利要求1或2所述的一种NB-IOT无磁计量远传水表，其特征是，所述NB-IOT模组（4-1）采用利尔达的NB-86G模组。


4.根据权利要求1所述的一种NB-IOT无磁计量远传水表，其特征是，所述水表外壳（2）由环形中空柱体和弧形凹槽拼接而成，所述中空柱体的外壁与机械水表（1）的表盘大小相同，机械水表（1）与水表外壳（2）通过螺栓螺母进行刚性连接或通过胶水进行柔性连接。

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【专利技术属性】
技术研发人员：贾灵，王薪宇，胡海，宁辉，邱绿景，杨茜，谭啸，
申请(专利权)人：利尔达科技集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33