Nordic助力蜂窩物聯(lián)網(wǎng)監控，幫助挪威霍爾滕市政府應對管道泄漏問(wèn)題

挪威南部霍爾滕市政府(Horten Municipality)與當地智能狀態(tài)監測解決方案供應商7Sense合作開(kāi)展基于蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的項目，旨在檢測該地區飲用水網(wǎng)絡(luò )的泄漏情況。該項目獲得了挪威公共衛生研究所(Norwegian Institute of Public Health)的支持，其中的解決方案采用集成了LTE-M/NB-IoT調制解調器和全球導航衛星系統(GNSS)的Nordic Semiconductor nRF9160 低功耗模組。

根據代表挪威水務(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，管網(wǎng)滲漏引致的純凈飲用水流失甚至超過(guò)了40%?；魻栯许椖渴鞘姓L(cháng)期承諾的一部分，目標是到 2028 年將漏損率降至低于18%，這是該城市的可持續發(fā)展目標。在過(guò)去三年中，該市的漏損率穩定在 16% 至 17%，而此項目將通過(guò)查找難以發(fā)現的微小漏點(diǎn)(通常在私人管道連接處發(fā)現)，幫助維持或進(jìn)一步降低漏損率。

將蜂窩物聯(lián)網(wǎng)數據傳輸到云端

為了滿(mǎn)足項目需求，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)持續監測水管的狀況和活動(dòng)。高質(zhì)量麥克風(fēng)頭通過(guò)磁力吸附在水管或閥門(mén)上，以 “聆聽(tīng)”由 nRF9160助力傳感器記錄的各種頻率的活動(dòng)。通過(guò)Nordic模組的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)連接，這些數據會(huì )定期傳送到霍爾滕市政府的云可視化平臺，并使用先進(jìn)的機器學(xué)習 (ML) 算法來(lái)確定隨著(zhù)時(shí)間推移可能出現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(kāi)調查，及早應對。

霍爾滕智能城市項目經(jīng)理 Jan Einar Nornes 表示：“持續監測管道噪音水平是有好處的，因為泄漏初期的噪音通常最為強烈，音調明顯偏高。隨著(zhù)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分開(kāi)來(lái)。該解決方案于 2024 年初部署，雖然時(shí)間不長(cháng)，但到目前為止，我們已經(jīng)檢測到至少一處泄漏?！薄?/p>

nRF9160提供出色的無(wú)線(xiàn)電靈敏度

為了使得系統有效運作，需要部署足夠多的傳感器，以便為云平臺和 ML 算法提供充足的數據。同時(shí)，由于系統位于地下數米處，nRF9160出色的無(wú)線(xiàn)電靈敏度和低功耗特性對于確?？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(guò) 5 年，這部分歸功于 Nordic 模組的省電特性。

7Sense Technologies首席執行官Frode Stensaa表示：“自2018年nRF9160模組面市以來(lái)，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調制解調器和業(yè)界知名的軟件開(kāi)發(fā)套件(SDK)，外加出色的無(wú)線(xiàn)電靈敏度和低功耗特性，因而成為傳感器應用的明智選擇?！?/p>

雖然目前的試點(diǎn)項目已取得了成功，但為擴大部署范圍，該解決方案仍繼續完善。最終版本將包括一個(gè)三軸加速度計，用于監測傳感器在管道上的位置，以確保傳感器不會(huì )被無(wú)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(zhù)該解決方案逐步擴展到霍爾滕市中型水務(wù)基礎設施的 1000 多個(gè)傳感器，有關(guān)方面將進(jìn)一步開(kāi)發(fā)固件和后端算法以提升方案效能。