4G預(yù)付費智能水表改造智慧水務(wù)

核心特點：表端本地費控為主，4G 做遠程雙向通信，先充值、后用水，邊用水邊扣余額，欠費自動關(guān)閥。

一、硬件單元作用

1. 計量基表 + 流量傳感器旋翼 / 超聲波基表采集水流，把水流量轉(zhuǎn)換成脈沖信號。水流每流過一定體積，產(chǎn)生 1 個脈沖發(fā)給主控 MCU，用于計算累計用水量，機械機芯保留機械讀數(shù)，電子故障時仍可讀表。

2. MCU 主控 + 存儲器水表的大腦；接收脈沖，在水表本地實時扣減余額（本地費控，斷網(wǎng)也能正常計量、扣費、欠費關(guān)閥）；存儲剩余水量、累計用水、閥門狀態(tài)、電池電壓、操作日志；液晶顯示剩余水量、總用水量。

3. 4G Cat.1 通信模組 + 物聯(lián)網(wǎng) SIM 卡接入運營商基站，實現(xiàn)雙向通信：水表主動上報數(shù)據(jù)；平臺下發(fā)充值、開關(guān)閥、參數(shù)配置指令。平時休眠省電，定時上報或事件觸發(fā)喚醒通信；信號不好斷網(wǎng)時，水表本地計費邏輯不受影響。

4. 電動球閥（閥控執(zhí)行機構(gòu)）MCU 收到指令驅(qū)動閥門開關(guān)：充值成功開閥；余額耗盡關(guān)閥；也支持平臺遠程強制開關(guān)閥。

5. 鋰電池供電給主板、通信模塊、閥門供電，一般 5～8 年壽命；欠壓時上報告警，低電壓保護防止誤動作。

二、完整業(yè)務(wù)流程

1）充值流程

用戶微信 / 支付寶 / 小程序繳費 → 云平臺收到訂單，校驗表號，生成加密充值指令 → 通過 4G 基站下發(fā)到水表 → 水表 MCU 校驗指令合法性，解密，本地余額累加 → 水表執(zhí)行開閥，同時把最新余額、閥門狀態(tài)回傳給平臺，平臺同步更新用戶賬戶，形成閉環(huán)。

?重點：充值余額最終保存在水表本地存儲，不是只保存在云端。斷網(wǎng)時，水表照樣可以正常扣費、關(guān)閥。

2）用水計量與扣費

用戶開水龍頭，水流流過基表，傳感器持續(xù)產(chǎn)生流量脈沖 → MCU 統(tǒng)計脈沖，換算成用水噸數(shù)，按預(yù)設(shè)水價（支持階梯水價）實時扣減表內(nèi)剩余余額，液晶實時刷新剩余水量。水表定時（可配置，如每日 1 次）主動通過 4G 上報：累計用水量、剩余余額、閥門狀態(tài)、電池電壓、信號強度。

3）預(yù)警與欠費關(guān)閥

• 余額低于預(yù)設(shè)告警閾值：水表本地觸發(fā)提醒，同時上報告警給平臺，平臺推送短信 / 小程序提醒用戶充值；部分表會短暫關(guān)閥提醒，充值后恢復(fù)。

• 余額扣減至 0：MCU 本地直接發(fā)出關(guān)閥指令，關(guān)閉電動球閥，停止供水，不需要依賴平臺網(wǎng)絡(luò)。

• 用戶再次充值成功后，平臺下發(fā)開閥指令，水表校驗通過開閥恢復(fù)供水。

三、通信與異常機制

1. 雙向通信能力：既可以上報用水、電池、故障、閥門狀態(tài)；也接收遠程開閥、關(guān)閥、修改階梯水價、遠程召讀數(shù)據(jù)指令。4G Cat.1 相比 NB-IoT 通信速率更高，指令響應(yīng)更快，但功耗略高。

2. 斷網(wǎng)工作機制（本地費控核心）當(dāng)?shù)叵率?/ 表井信號差，4G 離線：計量、扣費、余額判斷、欠費關(guān)閥全部正常工作。等網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)后，水表自動補傳斷網(wǎng)期間的用水記錄、日志，和平臺對賬。

3. 事件主動上報：除定時上報外，發(fā)生低電量、強磁干擾、拆表、閥門故障、余額告警等事件，水表會主動喚醒 4G 模塊上傳告警信息。

4G預(yù)付費智能水表改造智慧水務(wù)