地下监测终端面对的是两个硬约束：金属井盖与混凝土井筒造成的信号衰减，以及没有市电只能靠电池。通信方式选择的标准，就是在这两个约束下，数据能不能稳定传出、电池能不能撑过预期寿命。
两种技术的定位 #
NB-IoT 在 3GPP Release 13 中标准化，设计目标之一是 164 dB 的最大耦合损耗（MCL），比 GPRS 的 144 dB 高约 20 dB，这部分余量主要来自重复传输与窄带设计，正是地下、深室内场景需要的。代价是速率低、时延高。
LTE Cat.1 是 LTE 的 UE Category 1，下行峰值 10 Mbit/s、上行 5 Mbit/s，覆盖与普通 4G 相当，时延低，支持移动性，功耗明显高于 NB-IoT。
| 维度 | NB-IoT | LTE Cat.1 |
|---|---|---|
| 覆盖设计目标 | MCL 164 dB | 与常规 LTE 相当 |
| 速率 | 数十 kbit/s 量级 | 下行 10 / 上行 5 Mbit/s |
| 省电机制 | PSM、eDRX，休眠电流可达微安级 | 支持 PSM / DRX，但联网与收发功耗更高 |
| 适合的数据 | 每次几十到几百字节的周期上报 | 图片、批量数据、频繁下发指令 |
井下选型规则 #
- 液位、压力、井盖状态等小包周期数据 + 电池供电：NB-IoT。我们的窨井液位雷达监测终端即采用 NB-IoT，单次传输小于 1 KB。
- 需要上传图片、视频或远程频繁交互：Cat.1，并配外接电源或按功耗预算配置大容量电池。
- 两种网络在安装位置都达不到可用水平：外置天线引至井口、调整安装深度，或改为有线采集 + 地面网关。
功耗预算：先算再选电池 #
电池供电终端的平均电流可按各状态电流与时间加权：
平均电流 Ī = Σ（各状态电流 Iᵢ × 持续时间 tᵢ）÷ 上报周期 T其中 T 为一个上报周期，各状态通常包括休眠、传感器采集、联网与发送。续航估算：
续航（h）= 电池容量 C（mAh）× 可用系数 η ÷ 平均电流 Ī（mA）η 为考虑温度、自放电与截止电压后的可用系数。
两个对续航影响最大、又最容易被忽略的因素：
- 弱信号下的联网时间。信号差时 NB-IoT 会启用更多重复传输，单次联网与发送时间成倍增加。很多现场“电池提前耗尽”的原因是信号，而不是上报间隔。改善天线位置往往比拉长间隔更有效。
- 低温。锂电池低温下可用容量下降，北方冬季应在 η 中留足余量。
模组的各状态电流应以所选模组的手册与实测为准，并在样机阶段用电流探头在现场条件下复核。
井下实测方法 #
- 在终端实际安装位置测量，不在井口或路面测；
- 先开盖测一次，盖上井盖后再测一次，记录两者差值；
- 记录 RSRP（参考信号接收功率）与 SINR（信噪比），而不是只看“几格信号”；
- 比较不同运营商在该位置的指标；
- 关键点位在雨天、车辆停放于井盖上时复测，评估最差情况；
- 测试结果按点位记录，作为安装与后续运维的依据。
断网续传是必备能力 #
无论哪种网络，地下终端都会遇到短时断网。终端应具备本地存储与断网续传：中断期间数据带时间戳存储，恢复后按时间顺序补传，平台按设备号与时间戳去重。我们的液位终端可本地存储 500 条以上历史数据。
终端通信方式与上报协议可以按项目定制，见物联网与嵌入式开发。