La comunicazione NB-IoT di un contatore d'acqua a ultrasuoni è implementata sulla base di un'architettura end-to-end cloud-pipe-end. L'intero processo comprende quattro fasi chiave:
1. Misurazione e raccolta dati lato terminale
Il contatore d'acqua a ultrasuoni utilizza il metodo della differenza di tempo (ToF) per misurare la portata: una coppia di trasduttori a ultrasuoni trasmette e riceve segnali alternativamente. La portata viene calcolata misurando la differenza di tempo tra la propagazione a monte e a valle. L'unità di controllo (MCU) raccoglie i dati di portata, esegue la compensazione della temperatura e li memorizza localmente.
2. Accesso alla rete NB-IoT e trasmissione dati
Il modulo NB-IoT integrato (ad esempio, BC95, A7670) viene attivato dal timer RTC. Avvia l'accesso alla rete tramite comandi AT, completa l'autenticazione dell'operatore e stabilisce una connessione. I dati vengono impacchettati in un formato standard (ad esempio, TLV/Binary) con ID del dispositivo, timestamp, flusso e stato della batteria, quindi trasmessi utilizzando protocolli come CoAP/MQTT.
3. Inoltro e sicurezza a livello di rete
I dati transitano attraverso la stazione base NB-IoT → rete centrale → piattaforma IoT (ad esempio, OneNET). La trasmissione è protetta dalla crittografia DTLS e dall'autenticazione dell'identità del dispositivo per prevenire manomissioni e intercettazioni.
4. Applicazione lato piattaforma e controllo bidirezionale
La piattaforma per la gestione idrica analizza e memorizza i dati, consentendo la lettura a distanza, la fatturazione, il rilevamento delle perdite e il controllo delle valvole. La piattaforma può inviare comandi (ad esempio, leggere i parametri, aprire/chiudere la valvola) al contatore, che li esegue e restituisce i risultati tramite la rete NB-IoT.
Principali meccanismi a basso consumo energetico:
PSM (Modalità di risparmio energetico): entra in modalità di sospensione profonda dopo la trasmissione, con un consumo di corrente minimo di μA.
eDRX: estende la ricezione discontinua per bilanciare latenza e consumo energetico.
Il consumo energetico giornaliero tipico per il collegamento in uplink è di circa 18,7 mJ, il che consente una durata della batteria di 8-10 anni.
Data di pubblicazione: 21 aprile 2026