[实用新型]一种NB-IoT水表安装环境信号检测设备

说明书

本实用新型公开了一种基于NB‑IoT技术的水表安装环境信号检测设备，包括微型控制器、电源、NB模组切换模块、电信NB模组、移动NB模组、OLED显示器和LED指示灯。电信NB模组和移动NB模组用于接入电信和移动NB‑IoT网络，并将入网过程检测到的NB信号参数传输给微型控制器。NB模组切换模块与微型控制器相连，用于将开关信号提供给微型控制器。OLED显示器通过SPI接口与微型控制器相连，显示最终检测到的NB信号参数。LED指示灯与电源相连，负责指示工作状态。本实用新型的设备采用独立电池供电，方便更换，设置NB模组切换模块，由按键开关控制选择，可以在电信NB模组和移动NB切换，可检测电信和移动两大运营商的NB网络信号。

技术领域

本实用新型涉及一种信号检测设备，具体涉及一种NB-IoT水表安装环境信号检测设备。

技术背景

进入21世纪，水表行业早期的人工抄表方式暴露出了诸多问题，例如人力成本逐年增加及误抄、漏抄、估抄等情况，造成水资源浪费和自来水公司经济损失，传统抄表方式已经不能适应相应需求，所以远传水表应运而生，避免了人工抄表模式所带来的抄录数据错误的风险，更易于进行统计、分析，并高速发展，使用量大大增加。但是随着科学技术的发展，传统远传水表抄表模式也暴露了一些缺点。目前市场上的水表大多采用M-Bus总线或者RS485总线通信方式采集基表用水量，并通过GPRS传输方式将采集数据传输到应用服务器，但是由于水表通常放置在阴暗潮湿甚至积水的恶劣环境中，安装布线及售后处理很麻烦，GPRS无线信号比较差，功耗高而且不方便外接电源，导致传统远传抄表模式已经不能满足市场的需求。

NB-IoT技术：基于蜂窝的窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)是万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz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。在同一基站的情况下，NB-IoT可以比现有无线技术提供50-100倍的接入数，一个扇区能够支持10万个连接，支持低延时敏感度、低设备功耗和优化的网络架构。NB-IoT室内、地下室覆盖能力强，比LTE和GPRS基站提升了20dB的增益，相当于提升了100倍覆盖区域能力，室外单站覆盖距离可达2300米，是C网1X覆盖面积2倍，是LTE 1.8G/GPRS覆盖距离的4倍。不仅可以满足农村这样的广覆盖需求，对于厂区、地下车库、井盖这类对深度覆盖有要求的应用同样适用。以井盖监测为例，过去GPRS的方式需要伸出一根天线，车辆来往极易损坏，而NB-IoT只要部署得当，就可以很好的解决这一难题。NB-IoT引入了eDRX省电技术和PSM省电模式，进一步降低了功耗，延长了电池使用时间。在PSM模式下，终端仍旧注册在网，但信令不可达，从而使终端更长时间驻留在深睡眠以达到省电的目的。eDRX省电技术进一步延长终端在空闲模式下的睡眠周期，减少接收单元不必要的启动，相对于PSM，大幅度提升了下行可达性。NB-IoT成本更低，无需重新建网，射频和天线基本上都是复用的，180kHz窄带系统，基带复杂度低，低采样率，缓存Flash/RAM要求小(28kByte)，单天线，半双工，RF成本低，峰均比低，功放效率高，23dBm发射功率可支持单片SoC内置功放PA，协议栈简化(500kBytes)，减少片内Flash/RAM，进一步降低成本。

而NB-IoT恰恰适用于低功耗广域网市场，可以实现物联网智能水表及终端的低功耗与低成本、覆盖范围广、不需自组网络、网络接入方便等严格要求。2015年底，华为和沃丰达、u-blox联合宣布，在西班牙完成基于商务网络与标准NB-IoT解决方案测试，通过在水表中内嵌支持NB-IoT技术的u-blox模组，使水表介入到移动网络中，从而实现远程抄表业务。

但是，即使目前NB-IoT信号覆盖范围较广，仍然有一些区域的安装环境较差，导致NB信号较弱。所以需要有一款NB-IoT信号检测设备，在安装NB水表之前，检测NB信号强度，从而选择NB信号更好的运营商或者寻找办法提升安装区域的NB信号，以保证NB水表正常通信。

实用新型内容