12、基于NB-IoT的智能水网络管理方案解析

基于NB-IoT的智能水网络管理方案解析

一、背景与问题提出

随着全球人口增长和快速城市化，对安全饮用水和充足卫生设施的需求急剧增加。城市用水通常通过地下管道传输，但这些管道存在严重的漏水问题，平均会损失20% - 30%的传输水量，在老旧系统中这一比例甚至高达50%。漏水的原因包括管道泄漏、计量误差、公共使用（如消防）和盗窃等。

非收益水（NRW）是水行业的一大难题，全球每天的非收益水量高达3.46亿立方米，每年达1260亿立方米，占全球供水系统输入水量的30% - 35%。减少非收益水对于供水公司至关重要，而实现这一目标需要了解非收益水的具体构成，可通过水审计或水平衡分析来确定。

二、相关技术概述

1. 物联网（IoT）与低功耗广域网（LPWAN）
   • 物联网在智能管理中具有巨大潜力，能实现设备间的数据互联和交换。低功耗广域网技术因其低功耗、长距离和高容量的特点，为通信需求提供了新解决方案。
   • 窄带物联网（NB - IoT）作为一种许可的LPWAN技术，基于现有LTE规范和设施开发，能提供蜂窝级的服务质量（QoS），适合大规模机器类型通信（mMTC）。
2. 其他相关技术应用案例
   • 在医疗保健领域，NB - IoT传感器可用于患者的连续监测，并将信息传输给医疗提供者，大规模部署时具有成本效益和低功耗的优势。
   • 在精准农业中，NB - IoT可用于收集地下土壤参数，如德国Castellanos等人提出的系统，通过无人机