東日信息LR mesh自組網智能水表解決方案LoRa應用于智能水表實現效率與效益“雙提升”

近年來，隨著我國水資源管理及國家節水行動政策的出臺，以及新型城鎮化、智慧城市、節水型城市建設政策的推行，都對水表提出了智能化的需求。正在大力推進的智慧城市建設中，僅在“十三五”期間就實施了3 個批次、共計277 個智慧城市試點工作，并取得了較好效果，同期智慧城市建設市場規模達到4萬億元。

我國是水資源需求大國，目前水表在用水計量、費用計算、供水控制和節水管理等方面扮演著重要角色。但在很長一段時間內，業界都使用傳統水表進行水量數據采集，只能由人工上門抄表，極易造成誤讀、漏讀、錯記等問題，同時還不能與其他水務相關的智能設備和數據中心通信，不僅給用戶和水務公司帶來諸多困擾，還制約了水務企業利用App與客戶互動和提供增值業務。

智能水表是一種利用現代微電子技術、傳感技術對用水量進行計量并進行用水數據傳遞及結算交易的新型水表。與傳統水表一般只具有流量采集和機械指針顯示用水量功能相比，智能水表可為水務企業帶來多項新的價值。同時，LoRa等物聯網技術也在快速發展和大規模應用，使人們進入了一個萬物互聯的智能世界，也為傳統水表向智能水表的轉型升級提供了基礎性的技術支持。

因為用水場景無處不在，所以智能水表需要量大、安裝環境復雜，這對物聯網技術的選用提出了更高的要求。在實際應用中，水務企業和水表廠商發現部分物聯網技術信號覆蓋弱、抗干擾性差，無法很好地適用于智能水表。而LoRa 無線通信技術的出現給智能表計的發展帶來了巨大的契機。Lo?Ra具有鏈路預算高、信號抗干擾強、功耗低、易部署等特點，與無線抄表的應用需求十分契合。

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

圖1 LR mesh自組網智能水表系統

圖2 LR mesh自組網智能水表現場部署系列

基于LR mesh 自組網技術的智能水表方案由基表和遠傳單元組成，遠傳單元對基表進行數據采集和傳輸。基于LR mesh 自組網智能水表解決方案的特點：

節點容量大每個網絡由1 個網關、最多55 個中繼、最多2047只水表組成。

身份識別所有產品均自帶8 字節長度的UID作為產品的網內身份識別。

現場配置支持APP 現場進行表計配置和信息獲取，便于維護。其中網關、中繼器內置藍牙5.0，水表內置NFC。

自動組網中繼和水表自動組網，形成樹狀網絡，減少人工介入，方便現場安裝。

超低功耗設計鋰電池供電，無需電源布線，一天上報4 次數據情況下，電池可使用10 年以上（ER18505鋰電池）。

專利技術專利磁阻傳感技術，能識別水流正反轉和磁攻擊干擾。

高防水等級IP68。

安全可靠網絡節點間通訊具有失敗重傳和加密功能，提高通訊的安全性。

遵循國標符合《微功率短距離無線電發射設備目錄和技術要求》，任意時刻單信道發射、占用帶寬小于200kHz 時發射功率譜密度限值50mW/200kHz(e.r.p)、單次發射持續時間不超1秒。

功率控制網絡節點間通訊具有功率控制功能，在保證通訊可靠性的基礎上減少對外界的干擾，綠色環保。

智能水表除了可對用水量進行記錄和電子顯示外，還能按照約定對用水量進行控制，并且自動完成階梯水價的水費計算，同時可以進行用水數據的存儲和分析，并通過水務公司的數據中心推送到用戶的App 上。隨著我國大力推進智慧城市建設，智能水表作為智慧城市建設中智慧水務建設的關鍵一環，正迎來巨大的市場需求空間。