NB-IoT的智能井盖方案及其应用

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低速率、低功耗和广覆盖的物联网NB-IoT技术应用是5G智慧城市不可或缺的组成，积极探索物联网的落地解决方案，为智慧城市增添芯智慧内涵。NB-IoT专用芯片MK8010所对应的T10标准模组业已推出并通过中国电信的入库入网测试，达到可量产出货要求。

图1 NB-IoT智能井盖方案框图


1 方案设计

在智慧城市建设中井盖管理是一个痛点，如井盖丢失、翘起翻覆，井盖移位、水位监测等，于是出现井盖智能化的需求。对此基于NB-IoT的智能井盖方案有效化解这些痛点问题，真正实现物联网NB-IoT技术的落地。根据业主需求和铸铁井盖本身特点的定制方案如图1所示。

该方案主要由NB-IoT模块、单片机mcu和GPS模块，以及磁感应开关组成，可按需选择是否添加水位探头。MCU模块作为主控，NB-IoT模块负责与平台通信GPS模块用于设备定位，而磁感应开关用于检测井盖是否开启。其中磁感应开关有A、B两个探头，可根据具体井盖和底座结构定制安装位置，便于准确检测井盖是否处于开启状态（A探头与设备相连固定于底座，B探头固定于井盖对应位置）。在单底座多井盖情况下，门磁探头数量与井盖数量对应，多个门磁探头间串联后连接到设备端，多个井盖中任一井盖被打开都触发告警。设备和门磁探头安装位置如下图2所示，不同井盖根据情况相应调整。

图2 设备及门磁探头安装位置示意图

NB-IoT智能井盖设备基本特性如表1所示。

表1 NB-IoT智能井盖设备基本特性

2 智能井盖设备设计

智能井盖设备如图3所示。其产品核心就是T10这颗NB-IoT模组，布局简洁且外围器件相对较少。PCB采用通用FR4的4层通孔设计如图4所示。高集成度和易生产性的优势使得整个模组的成本大幅降低，具有很强的竞争力。T10模组硬件布局如图5所示。

图3 智能井盖设备外观

图4 NB-IOT模组PCB板布局

图5 T10模组硬件布局

从原理设计到PCB板级设计，T10都秉持着简洁、易用、低成本、高可靠性的原则，通过大量的测试验证来优化每一处的设计，力求尽善尽美。

3 设备安装及工作流程

设备安装流程如图6所示，工作流程如图7所示。

图6 设备安装流程

图7 设备工作流程

4 结语

NB-IoT智能井盖产品开始逐步铺设部署，并且已经投入使用。截止到今2020年6月，首批智能井盖产品在福建安装过千，业主反馈良好，第二批落地安装正在进行中，目标在年底前完成五万块的智能井盖部署。在做好物联网芯片的同时，积极推动NB-IoT创新解决方案落地生根，将为物联网产业发展贡献更多的智慧与力量。

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应该做到简洁、易用、低成本、高可靠性的原则