[发明专利]一种用于智能水表的窄带NB-IOT通讯模组及其使用方法

说明书

以往智能水表的MCU微功耗处理器构成的智能水表控制板上附加上NB‑IOT通讯模块构成智能水表，带来成本高、结构复杂、功耗大等问题，通过利用NB‑IOT调制解调器内部的一个ARM核实现了对智能水表的计量，通讯控制。而发明是一种将水表机械计数器、直读程序、脉冲计数模块及程序、可拓展接口及程序、阀门控制模块、阶梯水价计费模块、自来水防窃漏水检测安全智能模块、自来水报警器接信息处理模块、逆流报警模块组成、数据通讯协议模块、数据加密模块及程序与NB‑IOT通讯功能集成到一个芯片一体的水表专用NB模组，本发明具有原理清晰，具有使用方便，功耗低，体积小，可靠性较高等优点，对于以往NB模块构成的物联网智能水表存在的成本高、功耗大等问题做出了改善。

技术领域

本发明涉及一种水表模组，特别是涉及一种用于智能水表的窄带NB-IOT通讯模组及其使用方法。

背景技术

2016年3GPP会议制定了NB-IOT的行业标准（R13一部分），并于2017年推出商用NB模组，而根据NB-IOT的3GPP协议，传统的物联网传输采用2G网的GPRS技术，由于其发射功率大，功耗大，且链路运算不够高导致其覆盖面积窄，成本高，功耗大，难以满足智能水表使用电池供电，运行十年的技术要求。

采用物联网NB-IOT通讯技术可以解决以上问题，这是一项新型枝术与产品，而目前国内外使用NB-IOT模块与传统的2G网的GPRS通讯模块的应用方法一样，只是将NB-IOT模块来当做通讯部件来使用，因而只是在智能水表的MCU微功耗处理器构成的智能水表控制板上附加上NB-IOT通讯模块构成智能水表，采用这种方法的智能水表除需要NB-IOT模块外，还需要一个MCU智能水表控制板来实现计量计费功能、防窃用功能、逆流检测功能、电池电压检测功能、数据存储功能及数据加密功能等，由此带来成本高、结构复杂、功耗大等问题。为了满足物联网智能水表，功耗小，成本低的市场需求，需要提供一种将智能水表功能内置于NB-IOT通讯模组集成的实现智能水表和NB通讯一体化的新型NB-IOT智能水表专用模组。

发明内容

本发明目的在于提供一种利用NB-IOT调制解调器内部的多个ARM构成的MCU中的一个ARM核定义为智能水表ARM,将水计量与计费功能模块、逆流检测功能模块、电压检测功能模块、数据存储功能模块、防窃用功能模块，数据传输功能模块等，在ARM中实现与NB-IOT调制解调芯片集成在一起，在物联网智能水表看来就像一个独立的智能水表MCU一样，实现智能水表全部功能，并且能够完成NB-IOT通讯功能，智能水表专用NB-IOT通讯模组无需在NB-IOT通讯模组外附其他MCU，本发明解决了现在MCU智能控制板与NB-IOT通讯模组构成的物联网智能水表，成本高、结构复杂、功耗大，电池成本高等问题。

一种用于智能水表的窄带NB-IOT通讯模组及其使用方法，包括:信号功率放大电路、信号放大电路、滤波器、双工开关、NB-IOT调制解调器、SIM卡接口模块、智能水表ARM、数据存储功能模块、电池电量检测功能模块、脉冲计数功能模块、光电直读采集模块、阀门控制模块、可拓展接口功能模块、逆流检测功能模块、阶梯水价计费功能模块、数据安全加密解密功能模块等构成。

本发明的特征在于智能水表MCU是由NB-IOT调制解调器的内部的一个ARM核及程序存储器、数据存储器、I/O接口等资源构成；

本发明的特征在于，此智能水表的全部功能由NB调制解调器内部的ARM上的资源来实现；

根据前述特征，本发明的特征还在于，智能水表数据传输功能由NB-IOT调制解调器的数据接口、控制接口与NB调制解调器内定义的智能水表ARM的一个数据接口、一个控制接口，以及通讯协议和程序构成，实现通讯控制与数据传输功能；电压电量检测功能由定义的智能水表ARM核中的一个数据接口与电压检测器及电压过低处理程序来实现电压检测功能及电池电压掉电处理功能；