כיצד ליישם תקשורת NB-IoT עבור מדי מים אולטרסאונדים?

תקשורת NB-IoT של מד מים אולטרסוני מיושמת על סמך ארכיטקטורת ענן-צינור-קצה מקצה לקצה. התהליך כולו כולל ארבעה שלבים עיקריים:
1. מדידה ואיסוף נתונים בצד הטרמינל
מד המים האולטרסוני משתמש בשיטת הפרש הזמן (ToF) כדי למדוד זרימה: זוג מתמרים אולטרסוניים משדרים ומקבלים אותות לסירוגין. קצב הזרימה מחושב על ידי מדידת הפרש הזמן בין התפשטות במעלה הזרם למורד הזרם. ה-MCU אוסף נתוני זרימה, מבצע פיצוי טמפרטורה ומאחסן אותם באופן מקומי.
2. גישה לרשת NB‑IoT והעברת נתונים
מודול ה-NB-IoT המובנה (למשל, BC95, A7670) מתעורר על ידי טיימר ה-RTC. הוא יוזם גישה לרשת באמצעות פקודות AT, משלים אימות מפעיל ויוצר חיבור. הנתונים נארזים בפורמט סטנדרטי (למשל, TLV/בינארי) עם מזהה המכשיר, חותמת זמן, זרימה ומצב סוללה, ולאחר מכן מועברים באמצעות פרוטוקולים כמו CoAP/MQTT.
3. העברת שכבת רשת ואבטחה
הנתונים עוברים דרך תחנת הבסיס של NB-IoT → רשת הליבה → פלטפורמת IoT (לדוגמה, OneNET). השידור מאובטח על ידי הצפנת DTLS ואימות זהות מכשיר כדי למנוע שיבוש והאזנה.
4. יישום בצד הפלטפורמה ובקרה דו-כיוונית
פלטפורמת שירותי המים מנתחת ומאחסנת נתונים, מה שמאפשר קריאה מרחוק, חיוב, גילוי דליפות ובקרת שסתומים. הפלטפורמה יכולה להוציא פקודות (למשל, קריאת פרמטרים, פתיחה/סגירה של שסתום) למד, אשר מבצע אותן ומחזיר תוצאות דרך רשת NB-IoT.
מנגנוני צריכת חשמל נמוכה עיקריים:
PSM (מצב חיסכון באנרגיה): נכנס לשינה עמוקה לאחר השידור, עם זרם נמוך עד לרמת μA.
eDRX: מאריך קליטה לא רציפה כדי לאזן השהייה וצריכת חשמל.
צריכת חשמל יומית אופיינית במעלה הרשת היא כ-18.7 מיליג'אול, מה שמאפשר חיי סוללה של 8-10 שנים.