一、引言
NB-IoT物联网燃气表通过接入移动运营商公网，将燃气表的各类运行数据、状态数据、异常信息等通过IoT采集平台传输到数据管理中心。燃气运营人员通过后台管理系统，可以实现对用户的远程用气状态监控、阶梯气价远程设置、远程阀门控制、表具异常信息自动上报、信息的汇总和分析等。
二、总体运行方案架构图
方案基于OneNET提供底层智能燃气表终端多种接入方式，将燃气公司所有气表终端供应厂商统一接入，其采集数据通过Internet公网汇聚上报至OneNET云平台存储和分发，同时实现对气表终端状态监控和对终端设备的控制管理，并在此基础上应用基于企业应用图形界面展示工具，实现针对客户业务的工艺图设计和展示，通过工艺图上节点与采集量测关联，实现数据的动态展示。OneNET云平台系统框架采用多层分布式体系结构为主，以B/S作为开发模式，构建多层的实时信息采集、处理、展示的信息监控平台。具体方案架构如下图：
三、 燃气表运行基本功能特点
1、 通信基于运营商的NB-IoT物联网网络，表端出厂预存10年通信费；
2、 可实现预收费，表端能够显示实时剩余金额；
3. 表端支持阶梯气价，最高可设置不低于3级阶梯；
4. 支持远程调价，调价日表端单价自动切换；
5. 具有远程抄表、远程阀控、远程参数设置、远程充值缴费等功能；
6. 表端具有历史数据记录功能，记录数据不低于60天；
7. 支持天模式、周模式、月模式等不同的抄表周期设置，默认天模式；
8. 具有流量异常监测功能，超流速检测、微漏检测功能；
9. 具有掉电保护、抗强磁保护等多种保护功能；
10. 具有移动报警功能，恶意破坏或者拆表时能自动报警；
11. 两级电压自动检测，电量不足时提示；
12. 可外接开关量燃气泄漏报警器；
四、具体运行方式
1、抄表方式
NB-IoT燃气表可实现日抄表模式，后台系统进行日结算操作。燃气表在设定的时刻，每天主动上传数据，数据内容包括燃气用量、剩余金额、当前单价、阀门状态、异常状态、报警信息等。同时在该时刻，燃气表会主动接收处理系统端发送的各种指令。如充值、调价、阀控等指令。
通过日抄表、日结算，燃气企业可以有效的进行输差管理。
2、 强制唤醒方式
从功耗角度考虑，NB-IoT燃气表大部分时间处于休眠状态。仅在每天设定的时刻主动接收处理系统发送的信息。如果用户缴费后需要实时到账，则可以通过长按键方式，主动激活燃气表上线。4节碱性干电池的使用寿命可达到1年以上（每天抄表1次）。
3、 预付费方式
NB-IoT燃气表支持表端预付费方式，用户可以通过液晶屏查看实时的剩余金额。金额不足时会通过液晶屏显示、声音提示等方式提醒用户缴费。剩余金额为0时，自动关阀。
4、 充值过程
用户通过微信、支付宝、银行等多种缴费方式，可实现24小时便利缴费。用户通过预存金额的方式进行缴费，缴费完毕后，在每天的固定时刻（可灵活设置）接收用户充值金额。若用户着急用气，只需按照强制唤醒的方式激活燃气表，充值金额金科立即到账燃气表。
5、 阶梯气价、调价
NB-IoT燃气表表端支持至少3级阶梯，用气量达到阶梯阈值后单价自动进行切换，支持年阶梯、月阶梯。年阶梯可以是自然年也可以是非自然年。同时，能实现远程预约调价。调价：燃气表支持预约调价和立即调价，通过系统远程调价即可
预约调价：例如4月1日要进行调价，先在3月份的任意一天批量下发预约调价指令，燃气表在当天接受预约调价指令，等时间到达4月1日后燃气表单价自动切换。
立即调价：若有需求，需要紧急更改单价，只需要在当天下发一条调价指令，燃气表当日会在固定时间激活一次（或手动激活燃气表），燃气表即可立即接收调价指令。
6、 远程关阀过程
当用户有异常未进行整改或者有其他需求需要停止给此用户供气，可以通过远程关阀的形式控制用户家燃气表。控制方式如下：
第一，通过系统档案查阅需要控制的用户表号信息；第二，通过系统下发关阀指令；第三，燃气表上线（每日固定时刻都会激活一次）接受指令，强制关阀完毕。系统下发关阀指令后，用户是无法进行手动开阀的，必须联系燃气公司重新通过系统下发开阀指令进行开阀。
7、 大流量监测、微小流量监测
当燃气流量超过燃气表规定的最大流量1.2倍时，持续约定的时间段（时间段可设定）后，阀门立刻关闭，同时通过NB-IoT网络实时上传报警信息。
当燃气表流量低于2倍始动流量持续流通时，持续约定的时间段（时间段可设定）后阀门关闭，同时通过NB-IoT网络实时上传报警信息。
上述功能符合《CJ/T449-2014切断型膜式燃气表》标准要求，可以有效避免皮管脱落、鼠咬等造成的燃气泄漏事故。
8、 移动报警
NB-IoT物联网表内置震感传感器，可有效防止用户私改、拆卸偷盗气行为。该功能出厂时默认关闭。用户开户后启用。用气过程中，如果私自拆卸燃气表，燃气表将立即关闭阀门，而且必须由燃气公司授权才能再次打开。实时上传报警信息至后台系统，平台立即派单入户稽查。
上述功能符合《CJ/T449-2014切断型膜式燃气表》标准要求，可以有效避免私自拆卸等偷盗气行为。
9、 通信规约
通信规约支持《CJ/T 188-2004 户用计量仪表数据传输技术条件》 ，也支持加密等相关通讯方式，便于后期通信标准统一。
五、 结束
面对传统抄表方案的弊端，亟需通过先进的物联网技术来改善现有的抄表方案，实现更加智能、更加便捷的抄表方式，更智能的监控和更高效的管理，支撑更多种渠道的缴费方式，减轻抄表人员负担，保为居民提供更多便利。NB-IoT技术具备广深覆盖、低功耗、低成本、大连接的特点，适合于长距离、低功耗、广域覆盖场景中小数据传输。这些特点恰恰完全符合抄表行业应用特点，能够解决目前燃气公司普遍面临的问题。
