【关键词】NBIoT；远程抄表系统；通信覆盖；数据采集准确性

引言

远程抄表系统是智能计量体系的核心内容之一，是提高能源管理水平和数据采集准确性的重要手段，传统的抄表方式无法满足智能抄表系统对于通信覆盖范围大、数据传输速度快、终端工作能耗低等要求，在一定程度上制约了智能抄表系统的发展。NBIoT由于其低功耗、广覆盖和大连接的特点，可以很好地弥补传统的抄表方式的缺点，为远程抄表系统优化设计提供了新的思路[1]。此文在总体结构设计、关键技术实现、性能测试分析三方面进行了阐述，最后根据上述过程提出了基于NBIoT的远程抄表系统的实现路径，以期为以后的智慧能源管理工作提供技术支持。

一、基于NBIoT的远程抄表系统总体架构设计

（一）远程抄表系统功能模块划分设计

远程抄表系统的功能模块划分直接影响整体架构的清晰度与系统运转效率。系统功能设计必须围绕数据采集、传输与管理三个核心环节展开，确保架构层次分明、职责明确[2]。模块划分基于实际应用需求细化，形成以终端采集单元、通信传输单元、集中管理单元为主的功能体系。终端采集单元是抄表系统的第一感知层。系统必须在终端单元配置高灵敏度传感器及智能采集芯片，确保各类型表计数据的完整捕获。采集单元需集成低功耗广域通信模组，支持数据预处理与缓存功能，增强边缘感知能力，减少网络通信压力。节点设备需支持自动重传机制与数据校验逻辑，确保采集数据在复杂无线环境中准确无误传输至中心系统。通信单元需设计网络入网验证机制与身份认证策略，防止非法接入风险，提升系统整体安全性[3]。

（二）NBIoT通信架构节点布局

通信架构节点布局将直接影响到远程抄表系统数据采集的连续性和稳定性，因此在通信架构设计时，需要针对NBIoT信道的特点和应用部署密度以及抄表场景等进行分析，合理的分层布局。同时，基于小区划分为背景的通信节点布局，将表计设备集中分布的区块划分成小区，在每个小区内设置一个主通信节点，并根据覆盖盲区的数量设置相应的辅助通信节点，主通信节点负责数据汇总传输，在通信信号较差或者出现异常时由辅助通信节点补充通信信号覆盖，主通信节点采用高增益天线并配备稳定的供电模块，保证了其在广阔地域中正常上传数据的功能，且在各通信节点具备网络自组织能力，当节点发生故障或通信信号变弱时能自我调整路由路径，从而实现通信链路自适应恢复。

（三）数据采集流程与边缘计算模块配置

数据采集流程设计决定了远程抄表系统数据处理的及时性、可靠性，对系统的最终效果起决定作用。系统需建立分层分级的数据采集链路，使数据从终端向管理平台之间得到有效流转并实现智能处理；在数据读取终端完成初步的数据处理：数据完整性的检查、异常值预筛检和本地加密处理工作，避免将脏数据上传或者导致数据泄露情况的发生；终端设备设置动态采集策略，根据表计使用状况以及采集过程中数据变化速率的不同自动调整采集频率，以增加数据采集的灵活度，提高能源使用效率；边缘计算模块作为数据处理中间层拥有异常数据初筛功能，能够捕捉到采样时间内突然出现的流量突变、零抄现象、异常耗能等情况，并第一时间做出标注，生成告警信息发送给中心平台，同时，边缘计算模块还支持对大体量数据进行打包压缩来提高数据上传的速度，降低对窄带通信的压力。

二、基于NBIoT的远程抄表系统关键技术

（一）低功耗终端设备的功能配置

终端需要配置高效的表计接口模块，模块可以兼容电表、水表、气表等不同类型介质表计的数据输出标准，能够将脉冲、光电、MBus等多种类型信号进行相互转换，具有智能辨识校验功能。模块需要满足低电压输入、宽温的特性，能在较恶劣环境下正常工作。