Nordic助力蜂窩物聯網監控，幫助挪威霍爾滕市政府應對管道泄漏問題

挪威南部霍爾滕市政府(Horten Municipality)與當地智能狀態監測解決方案供應商7Sense合作開展基于蜂窩物聯網的項目，旨在檢測該地區飲用水網絡的泄漏情況。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。

根據代表挪威水務行業的國家協會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，管網滲漏引致的純凈飲用水流失甚至超過了40%。霍爾滕市項目是市政府長期承諾的一部分，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展目標。在過去三年中，該市的漏損率穩定在 16% 至 17%，而此項目將通過查找難以發現的微小漏點(通常在私人管道連接處發現)，幫助維持或進一步降低漏損率。

將蜂窩物聯網數據傳輸到云端

為了滿足項目需求，霍爾滕市政府與7Sense合作，在飲用水網絡中部署了一組物聯網傳感器，使用聲學技術持續監測水管的狀況和活動。高質量麥克風頭通過磁力吸附在水管或閥門上，以 “聆聽”由 nRF9160助力傳感器記錄的各種頻率的活動。通過Nordic模組的蜂窩物聯網連接，這些數據會定期傳送到霍爾滕市政府的云可視化平臺，并使用先進的機器學習 (ML) 算法來確定隨著時間推移可能出現的異常情況是否潛在泄漏。如果懷疑發生泄漏，霍爾滕市政府的工程師可以迅速展開調查，及早應對。

霍爾滕智能城市項目經理 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。隨著泄漏水量的增加，噪音水平會逐漸降低，而且較難與背景噪音區分開來。該解決方案于 2024 年初部署，雖然時間不長，但到目前為止，我們已經檢測到至少一處泄漏。”　

nRF9160提供出色的無線電靈敏度

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，由于系統位于地下數米處，nRF9160出色的無線電靈敏度和低功耗特性對于確保可靠的蜂窩連接和避免定期充電至關重要。該解決方案由 3.6 V、14 Ah D 型鋰電池供電，電池壽命超過 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，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調制解調器和業界知名的軟件開發套件(SDK)，外加出色的無線電靈敏度和低功耗特性，因而成為傳感器應用的明智選擇。”

雖然目前的試點項目已取得了成功，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，以確保傳感器不會被無意移動，例如，如果維修人員在進行其他工作時不小心觸碰到傳感器，或者生銹降低了磁鐵的有效性。隨著該解決方案逐步擴展到霍爾滕市中型水務基礎設施的 1000 多個傳感器，有關方面將進一步開發固件和后端算法以提升方案效能。