LoRa技術(shù)是LPWAN通信技術(shù)中的一種，是美國Semtech公司采用和推廣的一種基于lora擴(kuò)頻技術(shù)的超遠(yuǎn)距離無線傳輸方案。這一方案改變了以往關(guān)于傳輸距離與功耗的折衷考慮方式，為用戶提供一種簡單的能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、長電池壽命、大容量的系統(tǒng)，進(jìn)而擴(kuò)展傳感網(wǎng)絡(luò)。目前，LoRa技術(shù)無線通信主要在全球免費(fèi)頻段運(yùn)行，包括433、470、868、915MHz等工作頻段。
以上三張圖片均是來自成都億佰特電子科技有限公司的LoRa模塊。LoRa模塊是一種基于擴(kuò)頻技術(shù)的超遠(yuǎn)距離無線傳輸方案。這一方案改變了以往關(guān)于傳輸距離與功耗的折衷考慮方式，為用戶提供一種簡單的能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、長電池壽命、大容量的系統(tǒng)，進(jìn)而擴(kuò)展傳感網(wǎng)絡(luò)。LoRa技術(shù)具有遠(yuǎn)距離、低功耗、多節(jié)點(diǎn)、低成本的特性基于LoRaWAN的網(wǎng)絡(luò)能夠提供安全的數(shù)據(jù)傳輸距離遠(yuǎn)的雙向通信，并且用最少的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施覆蓋城市區(qū)域，LoRa技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)、智慧建筑、智慧物流等多種應(yīng)用場景中都將得到廣泛應(yīng)用。
本文設(shè)計(jì)了基于LoRa通信的無線水表抄表系統(tǒng),其具有較高的精確性,廣泛的適應(yīng)性和實(shí)用性。本文設(shè)計(jì)的無線水表抄表系統(tǒng)根據(jù)各個(gè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)的不同功能,主要可分為水表、中繼器和集中器三部分,水表的主要功能是正轉(zhuǎn)流量統(tǒng)計(jì)、倒轉(zhuǎn)流量統(tǒng)計(jì)、磁干擾檢測、應(yīng)急關(guān)閥和無線傳輸數(shù)據(jù);中繼器的主要功能是對較遠(yuǎn)的水表進(jìn)行信號的中繼收發(fā);集中器的主要功能是接收工作站指令,對水表進(jìn)行管理、數(shù)據(jù)的采集和上傳。
設(shè)計(jì)中采用成都億佰特的LoRa模塊，其嵌入高速低功耗單片機(jī)和高性能LoRa擴(kuò)頻芯片SX1278/SX1276，SX1278/SX1276芯片的LoRa通信技術(shù)能夠解決在現(xiàn)代的大樓中,普通無線通信技術(shù)的信號無法穿透樓層抄到位于高樓中水表的問題,并且SX1278/SX1276射頻芯片具有低功耗模式和休眠喚醒技術(shù),結(jié)合硬件與軟件的設(shè)計(jì),使得由電池供電的水表和中繼器能夠保持超低功耗,解決了無線抄表中待機(jī)時(shí)間短的問題。設(shè)計(jì)中的通信協(xié)議是在有線抄表協(xié)議的基礎(chǔ)上結(jié)合無線抄表的功能需求加以改進(jìn)而來。
水表、中繼器和集中器之間采用LoRa模塊通信,主要用于集中器抄讀水表中數(shù)據(jù)。集中器在接收工作站指令和上傳數(shù)據(jù)時(shí),采用的是GPRS模塊通信。工作站需要抄表時(shí),通過GPRS發(fā)送抄表指令,集中器收到指令后通過LoRa通信發(fā)送抄表指令到水表,水表收到指令后返回?cái)?shù)據(jù)到集中器,集中器再將收到的數(shù)據(jù)返回到工作站,從而實(shí)現(xiàn)無線抄表的流程。
?與傳統(tǒng)水表相比,采用LoRa技術(shù)的智能水表能準(zhǔn)確、快速采集記錄居民的實(shí)時(shí)用水?dāng)?shù)據(jù)，提高了工作效率，保證服務(wù)質(zhì)量。在用水高峰期間，用戶用水信息系統(tǒng)可對區(qū)域用水狀況進(jìn)行全面監(jiān)控、均衡調(diào)度，進(jìn)而有效地的保障企業(yè)生產(chǎn)和居民生活用水。
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芯片方案：SX1278
載波頻率：410～493MHz
發(fā)射功率：30dBm
通信距離：10km
產(chǎn)品尺寸：24*38.5mm
產(chǎn)品簡介：E32-400M30S是基于美國Semtech生產(chǎn)的SX1278為核心自主研發(fā)最大發(fā)射功率為1W的433/470MHz貼片式LoRa無線模塊。采用先進(jìn)的LoRa調(diào)制技術(shù)，在抗干擾性能、通信距離都遠(yuǎn)超現(xiàn)在的FSK、GFSK調(diào)制方式的產(chǎn)品。該模塊主要針對智能家庭、無線抄表、科研和醫(yī)療以及中遠(yuǎn)距離無線通信設(shè)備。由于射頻性能與元器件選型均按照工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)，并且該產(chǎn)品已獲得 FCC、CE、RoHS 等國際權(quán)威認(rèn)證報(bào)告。
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