초음파 수도 계량기의 NB-IoT 통신은 클라우드-파이프라인-엔드 엔드 아키텍처를 기반으로 구현됩니다. 전체 과정은 네 가지 주요 단계로 구성됩니다.
1. 단말측 측정 및 데이터 수집
초음파 유량계는 시간차 측정법(ToF)을 사용하여 유량을 측정합니다. 한 쌍의 초음파 변환기가 신호를 교대로 송수신하며, 상류와 하류로의 신호 전파 시간 차이를 측정하여 유량을 계산합니다. 마이크로컨트롤러(MCU)는 유량 데이터를 수집하고 온도 보정을 수행하여 로컬에 저장합니다.
2. NB-IoT 네트워크 접속 및 데이터 전송
내장된 NB-IoT 모듈(예: BC95, A7670)은 RTC 타이머에 의해 활성화됩니다. AT 명령어를 통해 네트워크 접속을 시작하고, 운영자 인증을 완료한 후 연결을 설정합니다. 데이터는 장치 ID, 타임스탬프, 흐름, 배터리 상태 등을 포함하는 표준 형식(예: TLV/Binary)으로 패키징되어 CoAP/MQTT와 같은 프로토콜을 사용하여 전송됩니다.
3. 네트워크 계층 포워딩 및 보안
데이터는 NB-IoT 기지국 → 코어 네트워크 → IoT 플랫폼(예: OneNET)을 거쳐 전송됩니다. 전송 과정은 DTLS 암호화 및 기기 식별 인증을 통해 보안이 유지되어 데이터 변조 및 도청을 방지합니다.
4. 플랫폼 측 애플리케이션 및 양방향 제어
수도 사업 플랫폼은 데이터를 분석하고 저장하여 원격 검침, 요금 청구, 누수 감지 및 밸브 제어를 가능하게 합니다. 플랫폼은 계량기에 명령(예: 매개변수 판독, 밸브 개폐)을 내릴 수 있으며, 계량기는 이를 실행하고 NB-IoT 네트워크를 통해 결과를 반환합니다.
주요 저전력 메커니즘:
PSM(절전 모드): 전송 후 전류 소모량을 μA 수준까지 낮추는 딥 슬립 모드로 전환됩니다.
eDRX: 지연 시간과 전력 소비의 균형을 맞추기 위해 불연속 수신을 확장합니다.
일반적인 일일 업링크 전력 소비량은 약 18.7mJ이며, 이를 통해 배터리 수명은 8~10년입니다.
게시 시간: 2026년 4월 21일