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重磅信息:水气热通用NB-IoT模组规模应用开发招标
发布日期:2017/11/23   点击量:651  

水气热通用NB-IoT模组规模应用开发

招标公告




一、概述


北控集团是全球第三、亚洲第一的国有公共事业企业集团,水务、燃气、热力、清洁电力业务遍布全国。

中物合集团是国有创新科技企业集团,业务涉及中国物资、物流、物联网合作,并以电水气热数据采集为主。

中物合集团以创新的“电水气热量物联网传感器”为核心,与北控集团电力、水务、燃气、热力相关公司紧密合作,共同推动对电力、自来水、燃气、热力供应的能效管控,通过大量布局电水气热物联网传感器、实现大数据采集,电水气热综合能效管控平台对采集的海量数据进行分析,实现削峰填谷、平衡管网、监测漏损、合理调配、提高能效、降低损耗、计测能耗、贸易结算,通过合同能源管理,向节约要效益

根据NB-IoT商用进程,决定在2020年底之前,在管线上大量布局“电水气热量物联网传感器”,与中物合集团国内外销售同步,传感器总量为30000万只,到2022年底之前,全球销量10亿只,实现“去仪表化”。


二、NB-IoT选型


在“NB-IoT芯片级”应用开发工作完成前,中物合集团依然以2G(中国移动信号覆盖良好场景)和华为NB-IoT模组(地下室、窨井、复杂建筑物等场景)为主,并根据需要选用LoRa模组(集中安装场景)方式。

无论是芯片厂家、模组厂家还是三大移动运营商,谁都清楚,公共事业电水气热抄表领域,是NB-IoT最大的应用领域,所以,还没有全面商用,竞争已经白热化(芯片厂家、模组厂家、运营商、应用单位之间)。

但这些单位似乎忽略了一个问题:无论怎样竞争,都是争夺计量仪表通信方式带来的潜在市场,如果仅限于此,那么竞争是不可避免的,为竞争所付出的代价也是巨大的,但也只是通信方式的竞争,根本没有改变“计量”的本质,如果“计量”的本质被颠覆、产生的震撼效果不亚于NB-IoT的诞生,“颠覆性计量技术+NBiot通信技术”,必将对行业产生深刻的影响,从而改变了竞争的格局。

其实,多个NB-IoT模组单位都是中国物联网合作组织副理事长单位,但由于不能对形势的发展做出正确的判断,未能与中物合集团统一思想,为中物合集团选择中兴微朱雀7100提供了机会,根据中兴微RoseFinch7100性能资料,中物合集团一致认为,以RoseFinch7100芯片应用级开发,可实现水量传感器、物联网水表、气量传感器、物联网气表、热量传感器、物联网热表的“控制电路”的标准化、通用化、低成本、规模化



三、水气热量计量、采集、通信通用电路逻辑原理图




四、通用电路实现的应用产品功能说明


本控制电路以中兴微RoseFinch7100芯片为核心(117pin),委托专业公司进行开发,除体积较大元器件(例如电解电容等)、电池、外围传感器、马达、天线、显示器外,全部压缩在一个最小PCB空间,由专业公司进行封装、测试、大规模生产和供货。

1、水量传感器:适合冷水、热水测量、阀门控制、通过NB-IoT电路与云平台通信,可实时上传流量、温度、压力、电池电压等数据,可实现阶梯计价,具有4个季节、16个阶梯、预付费阀门的自控和远控、漏水报警功能。

2、气量传感器:适合各种气体流量的测量,配合温度传感器和压力传感器,可实现焓值计量,可实时上传流量、温度、压力、电池电压等数据,可实现阶梯计价,具有4个季节、16个阶梯、预付费阀门的自控和远控、漏气报警或自动关闭阀门、地震自动关闭阀门、火灾自动关闭阀门功能。

3、热量传感器:可实现冷热量的测量,具有压力传感器,可实现供热管网、中央空调实时流量、流速、温度、压力的上传,并可实现预付费控制、配置外接电源,可实现远程调温。

4、物联网水表:将任何一款机械水表的3根干簧管信号线、5根阀门信号线,与电路连接,就可以实现水量传感器的所有功能,水表开发不再有差异化,任何机械水表厂家采购密封通用模组即可实现NB-IoT物联网水表生产。

5、物联网气表:将任何一款膜式气表的3根干簧管信号线、2根阀门信号线,与电路连接,就可以实现气量传感器的所有功能,气表开发不再有差异化,任何膜式气表厂家采购密封通用模组即可实现NB-IoT物联网气表生产。

6、物联网热表:无需超声波计量方式,任何一款机械热水表做流量采样,任何水表、热表厂家采购密封通用模组即可实现NB-IoT物联网热表生产。


五、电路说明



电路以RoseFinch7100芯片为核心开发,根据工艺需要确定PCB层级。在硬件设计时,分三个层级:1为芯片层级、2为PCB层级、3为接口层级,图中红框内为应用开发部分、蓝框内为射频通信开发部分

1、芯片层级:核心电路全部进行封装(PCB+SMT),由专业厂家完成。

2、PCB层级:为芯片的外围电路(难以集成部分)。

3、接口层级:不能布局在PCB上或分体安装的器件,例如马达等。

接口说明:P01-P02,为电源输入端,采用3.6V4000mAh锂电池;P03-P06为流速传感器接口,用于水气热量物联网传感器;P07-P10为管道压力传感器接口,用于水气热量物联网传感器;P11-P12为温度传感器,用于管道温度测量及补偿,或者进水温度测量、回水温度测量,用于水气热量物联网传感器;P13-P14为干簧管或磁敏器件(其中一个是防磁用,或连接光电直读的M-BUS口),用于机械水表、膜式气表、机械热表;P15-P16接马达,实现阀门控制或调温;P17接角度传感器,感知地震或限制安装方向或防盗;P18为按钮,在需要LCD显示或呼叫云平台时下载充值数据及检测测试时使用;P19-P22为外接LCD驱动芯片(例如HT1621);剩余的12个I/O口可用于连接蓝牙4.0(不使用LCD的情况),根据程序控制,在不执行某些功能时,可使用20个I/O口直接驱动LCD;蓝牙主要用于封闭环境时与手机通讯场景使用。根据       RoseFinch7100性能,可实现远程下载程序,确定具体执行哪些功能。

RoseFinch7100有30个可供应用的I/O口,还有18个编程及辅助开发的口线,共48PIN个引脚用于应用开发。

除上述48个引脚外,其余引脚(117-48=69)为射频及辅助部分使用,由专业开发机构根据手册设计使用。






六、开发方式



1、委托开发(使用委托方商标)

1.1委托方支付开发费用,开发方收益为开发费

1.2委托方支付开发成本,开发方承担主芯片的生产和封装,收益为电路组件加工费

2、合作开发(使用双方商标)

委托方与开发方签订合作协议,委托方了提供银行授信给开发方;

开发方完成开发,承担电路组件供应,收益=成本(合理成本),例如成本25元,售价则为50元。

3、开发单位

任何具有开发能力、可以获得中兴微RoseFinch7100芯片授权的国内外科研机构或企业。

4、模组用量

专用模组基本保障为100万PCS,以后每100万调整一次价格,并根据超过100万的批量调整具体价格,在2020年完成3亿只通用电路的供货、2022年前完成10亿只通用电路供货。

5、通讯频率

将根据三大运营商合作情况,最终选择一个运营商,通过创新合作模式降低资费标准,最终实现规模商用。

根据确定的运营商确定模组频率,并由运营商提供SMT级SIM,直接集成到模组中。

6、委托单位

中物合集团

7、开发时间

2018年元旦-2019年元旦。

8、相关单位

中兴微RoseFinch7100、模组开发单位、SMT加工单位、外围电路集成单位、外围元器件单位、外围芯片单位、封装单位、PCB单位、相关外围单位、水气热仪表企业、水气热供应公司、外贸单位、参与合作的其他单位。



七、商务信息


发起单位:中国物联网合作组织集团有限公司、中物合集团有限公司、邢伟华

业务地址:北京市海淀区西衫创意园一区5号楼二层(北控)

项目总负责人:邢伟华