Nordic Semiconductor助力蜂窝物联网监控解决方案 帮助挪威霍尔滕市政府应对管道泄漏造成的饮用水泄漏问题

7Sense 解决方案使用 Nordic 的 nRF9160 低功耗模组记录传感器数据并传输到云端，让工程师迅速应对水管泄漏

挪威南部霍尔滕市政府(Horten Municipality)与当地智能状态监测解决方案供应商7Sense合作开展基于蜂窝物联网的项目，旨在检测该地区饮用水网络的泄漏情况。该项目获得了挪威公共卫生研究所(Norwegian Institute of Public Health)的支持，其中的解决方案采用集成了LTE-M/NB-IoT调制解调器和全球导航卫星系统(GNSS)的Nordic Semiconductor nRF9160 低功耗模组。

根据代表挪威水务行业的国家协会Norsk Vann，挪威是欧洲水量漏损最多的国家之一，截至2021年，挪威的平均漏损水量为30%。在一些供水地区，管网渗漏引致的纯净饮用水流失甚至超过了40%。霍尔滕市项目是市政府长期承诺的一部分，目标是到 2028 年将漏损率降至低于18%，这是该城市的可持续发展目标。在过去三年中，该市的漏损率稳定在 16% 至 17%，而此项目将通过查找难以发现的微小漏点(通常在私人管道连接处发现)，帮助维持或进一步降低漏损率。

将蜂窝物联网数据传输到云端

为了满足项目需求，霍尔滕市政府与7Sense合作，在饮用水网络中部署了一组物联网传感器，使用声学技术持续监测水管的状况和活动。高质量麦克风头通过磁力吸附在水管或阀门上，以 “聆听”由 nRF9160助力传感器记录的各种频率的活动。通过Nordic模组的蜂窝物联网连接，这些数据会定期传送到霍尔滕市政府的云可视化平台，并使用先进的机器学习 (ML) 算法来确定随着时间推移可能出现的异常情况是否潜在泄漏。如果怀疑发生泄漏，霍尔滕市政府的工程师可以迅速展开调查，及早应对。

霍尔滕智能城市项目经理 Jan Einar Nornes 表示：“持续监测管道噪音水平是有好处的，因为泄漏初期的噪音通常最为强烈，音调明显偏高。随着泄漏水量的增加，噪音水平会逐渐降低，而且较难与背景噪音区分开来。该解决方案于 2024 年初部署，虽然时间不长，但到目前为止，我们已经检测到至少一处泄漏。”　

nRF9160 提供出色的无线电灵敏度

为了使得系统有效运作，需要部署足够多的传感器，以便为云平台和 ML 算法提供充足的数据。同时，由于系统位于地下数米处，nRF9160出色的无线电灵敏度和低功耗特性对于确保可靠的蜂窝连接和避免定期充电至关重要。该解决方案由 3.6 V、14 Ah D 型锂电池供电，电池寿命超过 5 年，这部分归功于 Nordic 模组的省电特性。

7Sense Technologies首席执行官Frode Stensaa表示：“自2018年nRF9160模组面市以来，我们一直与Nordic密切合作。Nordic模组具有高集成度、Arm处理器、NB-IoT调制解调器和业界知名的软件开发套件(SDK)，外加出色的无线电灵敏度和低功耗特性，因而成为传感器应用的明智选择。”

虽然目前的试点项目已取得了成功，但为扩大部署范围，该解决方案仍继续完善。最终版本将包括一个三轴加速度计，用于监测传感器在管道上的位置，以确保传感器不会被无意移动，例如，如果维修人员在进行其他工作时不小心触碰到传感器，或者生锈降低了磁铁的有效性。随着该解决方案逐步扩展到霍尔滕市中型水务基础设施的 1000 多个传感器，有关方面将进一步开发固件和后端算法以提升方案效能。