[发明专利]一种基于NB-IoT无线通信模块的远程抄表智能监控系统

说明书

本发明公开了一种基于NB‑IoT无线通信模块的远程抄表智能监控系统，解决当前物联网标准不统一、终端成本高、接入能力不足的问题，包含智能表，以及与其一一对应连接的采集设备，还包含NB‑IoT基站和服务器中心；本发明采用NB‑IoT无线通信模块进行智能电表、智能水表、智能气表和三表合一的采集，其NB‑IoT技术具备深度覆盖、海量连接、超低功耗和低成本四大优势，对满足地下通信、统一多表通信协议、提高传输速率和扩大通信容量而言，基于NB‑IoT技术的多表合一集抄可以取消各种中继设备，进行地下管网通信，简化通讯协议，降低运维成本，减少安装空间，为智慧水务、智慧燃气、智慧供电、提供远传抄表计量数据，进而更好地为智慧城市建设提供服务。

技术领域

本发明属于涉及一种基于NB-IoT无线通信模块的远程抄表智能监控系统。

背景技术

智慧城市离不开互联网，而互联网的基础，就是数据的互联互通。“多表合一”信息采集建设，构建起社会公用事业终端能源数据采集与分析平台，有利于降低公共事业综合运营成本，实现资源共享、业务互通，有效提升公共领域的整体服务能力。密集出台的国家与地方政策明确表示要大力推进“多表合一”信息采集工作，并将其与智慧城市建设紧密联系在一起。

通信系统是保障“多表合一”采集系统实现的关键，优秀的通信系统可以实现良好的数据信息通信，进而保证数据采集过程顺利、高质量完成。现阶段在“多表合一”工程中应用的通信系统建设技术呈现出多样化的特点，其中应用最为广泛的主要有以下几种。(1)M-BUS通信。此系统由主机、从机和两个通信电缆构成，从机按照主机的控制命令发挥作用，利用此系统，可以保证电力用户的水表、热量表、天然气表等可以获得电力系统的供电，进而实现通信。但在应用的过程中，受其结构组成的影响，需要进行现场布线，工程量增加，而且后期维护的难度较大。(2)RS-485通信。此项技术虽然在原理和构成等方面和M-BUS通信系统基本类似，但相比之下既存在明显优势，又存在明显不足。优势主要体现在数据传输效率高和覆盖距离远等方面；而不足主要体现在：通信系统在应用过程中不能对各种测量仪表提供电源，所以需要完成独立的电源线连接作业，这在一定程度上也加大了工程量。(3)微功率无线通信。该通信系统在应用过程中只需要向系统发射功率不超过50mW，且通信频段在470～510MHz以内的无线信号即可，可见该系统在应用过程中工程量非常少，而且数据传输的效率也得到保证。但由于通讯信号在传输的过程中受干扰额可能性较大，所以具体应用范围受到较严重的限制。(4)无线公网通信。该系统是基于公共网络进行分组无线通信，所以在覆盖范围、适用性和传输效率等方面均较理想。但考虑到公网的运营商覆盖并不全面，而且公网设备的运营成本相对较高，在实践中利用此系统可能会造成局部信息的遗失和投入成本的增加。(5)电力线载波通信，该系统是基于工频电力线实现的四表合一通信。由于目前电力资源已经基本实现普及，所以利用该系统实现四表合一，不仅可以保障采集数据的全面性、及时性，而且可以有效地缩减建设投入。但该系统在通信过程中，数据传输会受到电磁干扰，稳定性受到冲击，所以在应用过程中应有意识的对电磁干扰进行优化和处理。目前“多表合一”改造工程中，普遍采用的方案是电力线载波通信+微功率无线通信方案。

现有国内外“多表合一”集中采集改造工程经验表明，通信系统是“多表合一”采集系统实现的瓶颈，并制约智慧城市的建设。基于蜂窝的窄带物联网(Narrow Band Internetof Things,NB-IoT)是物联网领域一门新兴技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被称为低功耗广域网(LPWA)。虽然是一门新兴技术，但NB-IoT技术发展迅速，已成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只占用大约200KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。

电表抄表需求: