Nordic Semiconductor助力蜂窩物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控解決方案

7Sense 解決方案使用 Nordic 的 nRF9160 低功耗模組記錄傳感器數(shù)據(jù)并傳輸?shù)皆贫?，?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E5%B7%A5%E7%A8%8B%E5%B8%88/">工程師迅速應(yīng)對(duì)水管泄漏

挪威南部霍爾滕市政府(Horten Municipality)與當(dāng)?shù)刂悄軤顟B(tài)監(jiān)測(cè)解決方案供應(yīng)商7Sense合作開展基于蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的項(xiàng)目，旨在檢測(cè)該地區(qū)飲用水網(wǎng)絡(luò)的泄漏情況。該項(xiàng)目獲得了挪威公共衛(wèi)生研究所(Norwegian Institute of Public Health)的支持，其中的解決方案采用集成了LTE-M/NB-IoT調(diào)制解調(diào)器和全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)的Nordic Semiconductor nRF9160 低功耗模組。

根據(jù)代表挪威水務(wù)行業(yè)的國家協(xié)會(huì)Norsk Vann，挪威是歐洲水量漏損最多的國家之一，截至2021年，挪威的平均漏損水量為30%。在一些供水地區(qū)，管網(wǎng)滲漏引致的純凈飲用水流失甚至超過了40%。霍爾滕市項(xiàng)目是市政府長期承諾的一部分，目標(biāo)是到 2028 年將漏損率降至低于18%，這是該城市的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。在過去三年中，該市的漏損率穩(wěn)定在 16% 至 17%，而此項(xiàng)目將通過查找難以發(fā)現(xiàn)的微小漏點(diǎn)(通常在私人管道連接處發(fā)現(xiàn))，幫助維持或進(jìn)一步降低漏損率。

將蜂窩物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸到云端

為了滿足項(xiàng)目需求，霍爾滕市政府與7Sense合作，在飲用水網(wǎng)絡(luò)中部署了一組物聯(lián)網(wǎng)傳感器，使用聲學(xué)技術(shù)持續(xù)監(jiān)測(cè)水管的狀況和活動(dòng)。高質(zhì)量麥克風(fēng)頭通過磁力吸附在水管或閥門上，以 “聆聽”由 nRF9160助力傳感器記錄的各種頻率的活動(dòng)。通過Nordic模組的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)連接，這些數(shù)據(jù)會(huì)定期傳送到霍爾滕市政府的云可視化平臺(tái)，并使用先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí) (ML) 算法來確定隨著時(shí)間推移可能出現(xiàn)的異常情況是否潛在泄漏。如果懷疑發(fā)生泄漏，霍爾滕市政府的工程師可以迅速展開調(diào)查，及早應(yīng)對(duì)。

霍爾滕智能城市項(xiàng)目經(jīng)理 Jan Einar Nornes 表示：“持續(xù)監(jiān)測(cè)管道噪音水平是有好處的，因?yàn)樾孤┏跗诘脑胍敉ǔＷ顬閺?qiáng)烈，音調(diào)明顯偏高。隨著泄漏水量的增加，噪音水平會(huì)逐漸降低，而且較難與背景噪音區(qū)分開來。該解決方案于 2024 年初部署，雖然時(shí)間不長，但到目前為止，我們已經(jīng)檢測(cè)到至少一處泄漏?！?/p>

nRF9160 提供出色的無線電靈敏度

為了使得系統(tǒng)有效運(yùn)作，需要部署足夠多的傳感器，以便為云平臺(tái)和 ML 算法提供充足的數(shù)據(jù)。同時(shí)，由于系統(tǒng)位于地下數(shù)米處，nRF9160出色的無線電靈敏度和低功耗特性對(duì)于確?？煽康姆涓C連接和避免定期充電至關(guān)重要。該解決方案由 3.6 V、14 Ah D 型鋰電池供電，電池壽命超過 5 年，這部分歸功于 Nordic 模組的省電特性。

7Sense Technologies首席執(zhí)行官Frode Stensaa表示：“自2018年nRF9160模組面市以來，我們一直與Nordic密切合作。Nordic模組具有高集成度、Arm處理器、NB-IoT調(diào)制解調(diào)器和業(yè)界知名的軟件開發(fā)套件(SDK)，外加出色的無線電靈敏度和低功耗特性，因而成為傳感器應(yīng)用的明智選擇?！?/p>

雖然目前的試點(diǎn)項(xiàng)目已取得了成功，但為擴(kuò)大部署范圍，該解決方案仍繼續(xù)完善。最終版本將包括一個(gè)三軸加速度計(jì)，用于監(jiān)測(cè)傳感器在管道上的位置，以確保傳感器不會(huì)被無意移動(dòng)，例如，如果維修人員在進(jìn)行其他工作時(shí)不小心觸碰到傳感器，或者生銹降低了磁鐵的有效性。隨著該解決方案逐步擴(kuò)展到霍爾滕市中型水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施的 1000 多個(gè)傳感器，有關(guān)方面將進(jìn)一步開發(fā)固件和后端算法以提升方案效能。