A comunicação NB-IoT de um medidor de água ultrassônico é implementada com base na arquitetura ponta a ponta nuvem-tubo-extremidade. Todo o processo inclui quatro etapas principais:
1. Medição e coleta de dados no terminal
O medidor de água ultrassônico utiliza o método de diferença de tempo (ToF) para medir a vazão: um par de transdutores ultrassônicos transmite e recebe sinais alternadamente. A vazão é calculada medindo-se a diferença de tempo entre a propagação a montante e a jusante. O microcontrolador coleta os dados de vazão, realiza a compensação de temperatura e os armazena localmente.
2. Acesso à rede NB-IoT e transmissão de dados
O módulo NB-IoT integrado (por exemplo, BC95, A7670) é ativado pelo temporizador RTC. Ele inicia o acesso à rede por meio de comandos AT, completa a autenticação do operador e estabelece uma conexão. Os dados são agrupados em um formato padrão (por exemplo, TLV/Binário) com ID do dispositivo, carimbo de data/hora, fluxo e status da bateria, e então transmitidos usando protocolos como CoAP/MQTT.
3. Encaminhamento e segurança da camada de rede
Os dados passam pela estação base NB-IoT → rede central → plataforma IoT (por exemplo, OneNET). A transmissão é protegida por criptografia DTLS e autenticação de identidade do dispositivo para evitar adulteração e interceptação.
4. Aplicação no lado da plataforma e controle bidirecional
A plataforma da concessionária de água analisa e armazena dados, permitindo leitura remota, faturamento, detecção de vazamentos e controle de válvulas. A plataforma pode enviar comandos (por exemplo, ler parâmetros, abrir/fechar válvula) para o medidor, que os executa e retorna os resultados via rede NB-IoT.
Principais mecanismos de baixa potência:
PSM (Modo de Economia de Energia): Entra em modo de hibernação profunda após a transmissão, com corrente tão baixa quanto o nível de μA.
eDRX: Estende a recepção descontínua para equilibrar a latência e o consumo de energia.
O consumo típico diário de energia na transmissão para a rede uplink é de aproximadamente 18,7 mJ, o que permite uma vida útil da bateria de 8 a 10 anos.
Data da publicação: 21/04/2026