東日信息LR mesh自組網(wǎng)智能水表解決方案LoRa應(yīng)用于智能水表實(shí)現(xiàn)效率與效益“雙提升”

近年來，隨著我國水資源管理及國家節(jié)水行動政策的出臺，以及新型城鎮(zhèn)化、智慧城市、節(jié)水型城市建設(shè)政策的推行，都對水表提出了智能化的需求。正在大力推進(jìn)的智慧城市建設(shè)中，僅在“十三五”期間就實(shí)施了3 個(gè)批次、共計(jì)277 個(gè)智慧城市試點(diǎn)工作，并取得了較好效果，同期智慧城市建設(shè)市場規(guī)模達(dá)到4萬億元。

我國是水資源需求大國，目前水表在用水計(jì)量、費(fèi)用計(jì)算、供水控制和節(jié)水管理等方面扮演著重要角色。但在很長一段時(shí)間內(nèi)，業(yè)界都使用傳統(tǒng)水表進(jìn)行水量數(shù)據(jù)采集，只能由人工上門抄表，極易造成誤讀、漏讀、錯(cuò)記等問題，同時(shí)還不能與其他水務(wù)相關(guān)的智能設(shè)備和數(shù)據(jù)中心通信，不僅給用戶和水務(wù)公司帶來諸多困擾，還制約了水務(wù)企業(yè)利用App與客戶互動和提供增值業(yè)務(wù)。

智能水表是一種利用現(xiàn)代微電子技術(shù)、傳感技術(shù)對用水量進(jìn)行計(jì)量并進(jìn)行用水?dāng)?shù)據(jù)傳遞及結(jié)算交易的新型水表。與傳統(tǒng)水表一般只具有流量采集和機(jī)械指針顯示用水量功能相比，智能水表可為水務(wù)企業(yè)帶來多項(xiàng)新的價(jià)值。同時(shí)，LoRa等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也在快速發(fā)展和大規(guī)模應(yīng)用，使人們進(jìn)入了一個(gè)萬物互聯(lián)的智能世界，也為傳統(tǒng)水表向智能水表的轉(zhuǎn)型升級提供了基礎(chǔ)性的技術(shù)支持。

因?yàn)橛盟畧鼍盁o處不在，所以智能水表需要量大、安裝環(huán)境復(fù)雜，這對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的選用提出了更高的要求。在實(shí)際應(yīng)用中，水務(wù)企業(yè)和水表廠商發(fā)現(xiàn)部分物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)信號覆蓋弱、抗干擾性差，無法很好地適用于智能水表。而LoRa 無線通信技術(shù)的出現(xiàn)給智能表計(jì)的發(fā)展帶來了巨大的契機(jī)。Lo?Ra具有鏈路預(yù)算高、信號抗干擾強(qiáng)、功耗低、易部署等特點(diǎn)，與無線抄表的應(yīng)用需求十分契合。

福州東日信息技術(shù)有限公司（以下簡稱東日信息）是一家專注于LoRa 等物聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)、傳感測控技術(shù)研發(fā)及推廣應(yīng)用的方案提供商，致力于為物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)提供完善、多維度的無線通信解決方案，也是最早加入LoRa 聯(lián)盟的中國企業(yè)，亦是國家級高新技術(shù)企業(yè)。東日信息從2015 年開始自主研發(fā)LoRa 無線抄表方案，已有百萬級的模塊和水表在全國應(yīng)用。東日信息致力于成為領(lǐng)先的智能水表OEM/ODM 服務(wù)商，為水表基表廠家升級為智能水表廠家提供全面解決方案。在智能表計(jì)的實(shí)際應(yīng)用中，為滿足水務(wù)公司和居民的多方需求，解決漏損、結(jié)算、運(yùn)營成本、水表功耗等行業(yè)的四大痛點(diǎn)，東日信息研發(fā)了LR mesh 自組網(wǎng)方案，如圖1所示。LR mesh 自組網(wǎng)智能水表現(xiàn)場部署，如圖2所示（見下頁）。該方案采用Semtech的SX126x芯片提供物聯(lián)網(wǎng)連接，無需依賴任何第三方即可進(jìn)行快速組網(wǎng)，抄讀率高達(dá)99%以上，不僅利用超低功耗降低了運(yùn)行成本，還可以配合客戶的大數(shù)據(jù)云平臺，更好地服務(wù)公用事業(yè)應(yīng)用。

圖1 LR mesh自組網(wǎng)智能水表系統(tǒng)

圖2 LR mesh自組網(wǎng)智能水表現(xiàn)場部署系列

基于LR mesh 自組網(wǎng)技術(shù)的智能水表方案由基表和遠(yuǎn)傳單元組成，遠(yuǎn)傳單元對基表進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和傳輸?；贚R mesh 自組網(wǎng)智能水表解決方案的特點(diǎn)：

節(jié)點(diǎn)容量大每個(gè)網(wǎng)絡(luò)由1 個(gè)網(wǎng)關(guān)、最多55 個(gè)中繼、最多2047只水表組成。

身份識別所有產(chǎn)品均自帶8 字節(jié)長度的UID作為產(chǎn)品的網(wǎng)內(nèi)身份識別。

現(xiàn)場配置支持APP 現(xiàn)場進(jìn)行表計(jì)配置和信息獲取，便于維護(hù)。其中網(wǎng)關(guān)、中繼器內(nèi)置藍(lán)牙5.0，水表內(nèi)置NFC。

自動組網(wǎng)中繼和水表自動組網(wǎng)，形成樹狀網(wǎng)絡(luò)，減少人工介入，方便現(xiàn)場安裝。

超低功耗設(shè)計(jì)鋰電池供電，無需電源布線，一天上報(bào)4 次數(shù)據(jù)情況下，電池可使用10 年以上（ER18505鋰電池）。

專利技術(shù)專利磁阻傳感技術(shù)，能識別水流正反轉(zhuǎn)和磁攻擊干擾。

高防水等級IP68。

安全可靠網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間通訊具有失敗重傳和加密功能，提高通訊的安全性。

遵循國標(biāo)符合《微功率短距離無線電發(fā)射設(shè)備目錄和技術(shù)要求》，任意時(shí)刻單信道發(fā)射、占用帶寬小于200kHz 時(shí)發(fā)射功率譜密度限值50mW/200kHz(e.r.p)、單次發(fā)射持續(xù)時(shí)間不超1秒。

功率控制網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間通訊具有功率控制功能，在保證通訊可靠性的基礎(chǔ)上減少對外界的干擾，綠色環(huán)保。

智能水表除了可對用水量進(jìn)行記錄和電子顯示外，還能按照約定對用水量進(jìn)行控制，并且自動完成階梯水價(jià)的水費(fèi)計(jì)算，同時(shí)可以進(jìn)行用水?dāng)?shù)據(jù)的存儲和分析，并通過水務(wù)公司的數(shù)據(jù)中心推送到用戶的App 上。隨著我國大力推進(jìn)智慧城市建設(shè)，智能水表作為智慧城市建設(shè)中智慧水務(wù)建設(shè)的關(guān)鍵一環(huán)，正迎來巨大的市場需求空間。