基于LORA通信的无线水表抄表系统的设计

传统的人工抄表需要工作人员挨家挨户的收集表数据,会导致巨大的工作量,且数据的实效性快,不能及时的反应用户是否欠费;有线的抄表方式虽没有人工抄表的问题,但需铺设通信电缆,对已经建设好的小区,电缆无法隐蔽,暴漏的电缆容易遭到人为破坏,并且长距离的通信线在复杂的电磁环境中无法保证数据的准确性。为解决以上问题本文设计了基于LoRa通信的无线水表抄表系统,其具有较高的精确性,广泛的适应性和实用性。本文设计的无线水表抄表系统根据各个设备实现的不同功能,主要可分为水表、中继器和集中器三部分,水表的主要功能是正转流量统计、倒转流量统计、磁干扰检测、应急关阀和无线传输数据;中继器的主要功能是对较远的水表进行信号的中继收发;集中器的主要功能是接收工作站指令,对水表进行管理、数据的采集和上传。设计中采用SX1278芯片的LoRa通信技术,能够解决在现代的大楼中,普通无线通信技术的信号无法穿透楼层抄到位于高楼中水表的问题,并且SX1278具有低功耗模式和休眠唤醒技术,结合硬件与软件的设计,使得由电池供电的水表和中继器能够保持超低功耗,解决了无线抄表中待机时间短的问题。设计中的通信协议是在有线抄表协议的基础上结合无线抄表的功能需求加以改进而来。水表、中继器和集中器之间采用LoRa通信,主要用于集中器抄读水表中数据。集中器在接收工作站指令和上传数据时,采用的是GPRS通信。工作站需要抄表时,通过GPRS发送抄表指令,集中器收到指令后通过Lo Ra通信发送抄表指令到水表,水表收到指令后返回数据到集中器,集中器再将收到的数据返回到工作站,从而实现无线抄表的流程。本文设计的无线水表抄表系统在三川股份有限公司进行了性能测试,运行良好,达到了预期的要求。这种无线抄表技术对后续的相关研发具有一定的借鉴意义。