Việc truyền thông NB-IoT của đồng hồ đo nước siêu âm được thực hiện dựa trên kiến trúc đầu cuối đám mây-đường ống-đầu cuối. Toàn bộ quy trình bao gồm bốn bước chính:
1. Đo lường và thu thập dữ liệu tại đầu cuối
Đồng hồ đo nước siêu âm sử dụng phương pháp chênh lệch thời gian (ToF) để đo lưu lượng: một cặp đầu dò siêu âm luân phiên phát và nhận tín hiệu. Tốc độ dòng chảy được tính bằng cách đo sự chênh lệch thời gian giữa quá trình truyền tín hiệu ngược dòng và xuôi dòng. Bộ vi điều khiển (MCU) thu thập dữ liệu lưu lượng, thực hiện bù nhiệt độ và lưu trữ dữ liệu cục bộ.
2. Truy cập mạng NB-IoT và truyền dữ liệu
Mô-đun NB-IoT tích hợp (ví dụ: BC95, A7670) được đánh thức bởi bộ hẹn giờ RTC. Nó khởi tạo truy cập mạng thông qua các lệnh AT, hoàn tất xác thực người vận hành và thiết lập kết nối. Dữ liệu được đóng gói theo định dạng chuẩn (ví dụ: TLV/Binary) với ID thiết bị, dấu thời gian, luồng dữ liệu và trạng thái pin, sau đó được truyền bằng các giao thức như CoAP/MQTT.
3. Chuyển tiếp và bảo mật lớp mạng
Dữ liệu được truyền qua trạm gốc NB-IoT → mạng lõi → nền tảng IoT (ví dụ: OneNET). Quá trình truyền tải được bảo mật bằng mã hóa DTLS và xác thực danh tính thiết bị để ngăn chặn việc giả mạo và nghe lén.
4. Ứng dụng phía nền tảng và điều khiển hai chiều
Nền tảng quản lý nước phân tích và lưu trữ dữ liệu, cho phép đọc dữ liệu từ xa, lập hóa đơn, phát hiện rò rỉ và điều khiển van. Nền tảng này có thể gửi các lệnh (ví dụ: đọc thông số, mở/đóng van) đến đồng hồ đo, đồng hồ sẽ thực thi các lệnh đó và trả về kết quả thông qua mạng NB-IoT.
Các cơ chế tiêu thụ điện năng thấp quan trọng:
Chế độ tiết kiệm năng lượng (PSM): Chuyển sang chế độ ngủ sâu sau khi truyền dữ liệu, với dòng điện tiêu thụ thấp đến mức μA.
eDRX: Mở rộng khả năng thu tín hiệu gián đoạn để cân bằng độ trễ và mức tiêu thụ điện năng.
Mức tiêu thụ điện năng trung bình hàng ngày cho đường truyền tải dữ liệu là khoảng 18,7 mJ, cho phép tuổi thọ pin kéo dài từ 8 đến 10 năm.
Thời gian đăng bài: 21/04/2026