基于 LoRa 技術(shù)的無線遠(yuǎn)傳水表系統(tǒng)

現(xiàn)有技術(shù)介紹：
現(xiàn)有的水表和超聲波熱量表及遠(yuǎn)傳溫控的遠(yuǎn)傳方式大多數(shù)有線方式（Mbus
輸出 188 協(xié)議、或 485 輸出 Modbus 協(xié)議），產(chǎn)品遠(yuǎn)傳需要有線方式去布線施工，
通過總線連接后再接到集中器上通過集中器上傳數(shù)據(jù)。
現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)：
a、實(shí)際施工當(dāng)中，新樓布線綜合成本高（電線成本、人力布線成本、時(shí)間
成本）；
b、老舊樓改造無法布線；
c、施工工期慢；
d、出現(xiàn)故障（電線短路、斷路，信號錯(cuò)誤率高）不易排查；
e、信號線和其他線路同時(shí)鋪設(shè)，強(qiáng)電磁會干擾信號的傳輸。
通過本產(chǎn)品的技術(shù)，無需布線，減少了人力成本、電線成本。確保施工方按
期交付。減少了后期售后維修的成本。安裝后馬上可用，調(diào)試簡單。出現(xiàn)通訊故
障可以拆下壞表、更換新表，不耽誤用戶使用。
 本產(chǎn)品的技術(shù)：
整個(gè)系統(tǒng)由抄表平臺軟件、智能無線遠(yuǎn)傳水表、LoRa 集中器（集成了原來
的無線集中器和無線采集器的功能）三部分組成。采取純無線技術(shù)。
（LoRa）低功耗無線抄表系統(tǒng)（以下稱系統(tǒng)）集采集計(jì)量、雙向通信及抄表
控閥于一體。系統(tǒng)傳輸距離遠(yuǎn)、功耗低、體積小、可靠性高、系統(tǒng)擴(kuò)容方便、安
裝維護(hù)簡單、抄表成功率高。系統(tǒng)采用 TDMA 時(shí)分多址的通信方式，自動(dòng)同步通
信時(shí)間單元。系統(tǒng)采用跳頻技術(shù)，避免同頻干擾，提高傳輸?shù)目煽啃?。系統(tǒng)采用
傳輸速率和傳輸距離自適應(yīng)算法，有效提高系統(tǒng)容量。
系統(tǒng)包括無線抄表采集模塊、集中器、WEB 服務(wù)端。手持機(jī)和中繼器可選配。
采集模塊有三種工作模式：LOP1,LOP2,LOP3,響應(yīng)時(shí)間：12s,24h-12s,24h；
ER18505 電池使用壽命：8 年，10 年，12 年。用戶在實(shí)際使用過程中可以通過集
中器自行切換任意工作模式；自動(dòng)疏通閥。

集中器可支持 5000 只表，存儲 5000 條數(shù)據(jù)，并保存近 10 年的年凍結(jié)數(shù)
據(jù)和近 12 個(gè)月的月凍結(jié)數(shù)據(jù)。
iWEB 服務(wù)端具有集中器管理，表端管理的功能；界面簡潔，操作簡單。
系統(tǒng)可兼容水、氣、熱表，增減方便，擴(kuò)容靈活。相鄰小區(qū)可共享集中器，拓
展無線傳輸距離，減少系統(tǒng)成本，提高抄表成功率。
無線水表與集中器之間采用 LoRa 無線的方式通訊，采集器與集中器集成到
一體的 LoRa 集中器，LoRa 集中器通過 GPRS 方式完成數(shù)據(jù)上傳服務(wù)器。

智能無線水表（熱量表、溫控電動(dòng)閥門）結(jié)構(gòu)示意圖：

無線通信控制模塊

功能特點(diǎn)：
含計(jì)量、防磁、 電源電壓檢測、計(jì)量值掉電存儲功能、閥門到位開關(guān)狀態(tài)檢測、
控閥電路、自動(dòng)疏通閥.
TDMA 時(shí)分多址的通信方式，自動(dòng)同步通信時(shí)間單元，可避免數(shù)據(jù)碰撞. 采用跳頻技術(shù)，避免同頻干擾. 抄表數(shù)據(jù) 24h 上報(bào)一次. 溫度范圍：-30℃~80℃. 尺寸:42.1mm×24.8mm×3.2mm. 技術(shù)參數(shù)：
傳輸距離：Ml 與集中器間視距通信距離≥7000 米
工作頻段：470~510MHz
調(diào)制方式：LoRa 技術(shù)
通信方式：收發(fā)一體
有效發(fā)射功率：17dBm （50mW）
發(fā)射電流：≤130mA
接收電流：≤20mA
休眠電流：≤8μA
平均功耗：≤20μA
電壓范圍：2.8～6.0VDC

智能無線水表（熱量表、溫控電動(dòng)閥門）實(shí)物圖：

LoRa 集中器內(nèi)部：

功能特點(diǎn)：
采用多核 RF 設(shè)計(jì)，可同時(shí)接收多頻點(diǎn)、多速率的數(shù)據(jù). 與采集模塊的有效通信距離大于 5 公里. 上行星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，下行一級表端路由，數(shù)據(jù)通信路徑簡單，網(wǎng)絡(luò)操作方便. 表端模塊 ID 注冊管理，自動(dòng)過濾表端數(shù)據(jù). 集中器可支持 5000 只表，存儲 5000 條數(shù)據(jù)，通過服務(wù)器查詢具體時(shí)間段的
存儲數(shù)據(jù)。保存每一只表近 10 年的年凍結(jié)數(shù)據(jù)和近 12 個(gè)月的月凍結(jié)數(shù)據(jù). 可對全部表計(jì)廣播，也可選擇部分進(jìn)行廣播. 保存需要下行的數(shù)據(jù)，同一時(shí)間可保存 1000 條數(shù)據(jù)，服務(wù)器能在任意時(shí)刻查詢、
刪除、增加節(jié)點(diǎn)或者全部節(jié)點(diǎn)的下行數(shù)據(jù). 包含 GPRS 或 LTE 通信功能，可遠(yuǎn)程操作：廣播信息管理，上下行數(shù)據(jù)管理，系
統(tǒng)遠(yuǎn)程升級等功能. 含室外用 IP67 防水型金屬外殼. 電源指示燈，無線通訊指示燈，GSM/LTE 在線指示燈. 含 110V-220V AC/DC 工業(yè)電源. 溫度范圍：-40℃~80℃. 尺寸：160mm×110mm×60mm.

藍(lán)牙手持機(jī)（配合手機(jī)使用）：

功能特點(diǎn)：

無線手持終端內(nèi)置無線通信模塊及藍(lán)牙模塊.無線手持終端通過藍(lán)牙與用戶
的安卓手機(jī)連接，通信距離 2.5m，通過手機(jī) APP 對無線手持終端進(jìn)行操控.通過
手機(jī) APP 與服務(wù)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互. 可在 5 厘米范圍內(nèi)給表內(nèi)模塊設(shè)置對應(yīng)表 ID（有防重設(shè)功能）、初始量等參
數(shù)，無需拆卸設(shè)置.可在 50 米范圍內(nèi)無線設(shè)置集中器的發(fā)射功率. 在 1500 米范圍內(nèi)，用于移動(dòng)手持抄表.若 10 分鐘內(nèi)無上下行數(shù)據(jù)，自動(dòng)關(guān)
閉，具有省電功能.內(nèi)含 3.7V 1350mAH 可充電鋰電池，充滿后可持續(xù)工作 8 小時(shí). 含電源適配器及專用電源線，充電輸入 100-240V AC，輸出 2A 5V DC.配 10
公分外置螺旋天線. 尺寸：97×45×23mm.
WEB 服務(wù)端
WEB 服務(wù)端含用戶管理，報(bào)裝管理，設(shè)備管理，服務(wù)器后臺管理，查詢管理
的功能；界面簡潔，操作簡單.可以實(shí)現(xiàn)分管理員控制，不同的管理員看到自己
所屬的區(qū)域，看不到其他管理員的區(qū)域。
設(shè)備管理主要是對集中器和表計(jì)進(jìn)行管理。WEB 服務(wù)端可對集中器進(jìn)行工作模式
設(shè)置，表 ID 批量注冊，表 ID 單次注冊/刪除，表 ID（從數(shù)據(jù)庫存儲）導(dǎo)出等操
作.
WEB 服務(wù)端可對表計(jì)進(jìn)行開閥、關(guān)閥、讀月凍結(jié)數(shù)據(jù)、讀年凍結(jié)數(shù)據(jù)、讀固件版
本信息等操作

查詢管理支持、異常，原始數(shù)據(jù)查詢和 excel 導(dǎo)出，支持無登記表數(shù)據(jù)查詢. 支持手機(jī) App 掃碼注冊、調(diào)試

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)：
相比以前傳統(tǒng)的有線傳輸方式，該方案限度的提升了安裝施工的便捷
性，同時(shí)采用 LoRa 跳頻通訊方式空曠傳輸信號距離可達(dá) 7km 以上，建筑物穿透
距離可達(dá) 3-4 棟樓，傳輸距離遠(yuǎn)，抗干擾強(qiáng)。
監(jiān)測終端功耗低，在使用 18505 鋰電池情況下，理論電池供電可以使用 8
年，同時(shí)支持外接電源供電。
1、 相比現(xiàn)有有線方式，無線方式施工便捷。
2、 綜合施工設(shè)備成本比有線方式更低。
3、 出現(xiàn)故障維修維護(hù)簡單。
4、 低功耗鋰電池供電，無需外接電源。
5、 通訊距離是以前無線的數(shù)倍，空曠距離可達(dá) 7km。