LoRa无线水表方案 0719.doc

1、 LoRa无线水表抄表 系统 整个系统 包括： 无线水表 （ 节点） 、 远传网关 （ 集中器）、 后端服务器 （网络服务器） ，应用终端 （ PC端 /移动端 ）。 1 LoRa无线水表 （ 通信模块） 无线水表内置 无线通信模块， 采集 水量，电池电压 /温度 收集 ， 通过 LoRa调制方式 ， 定时上报给网关 ， 并 通过网关 来接收服务器的配置指令。 1.1 基本功能 水量采集 ； 定时上报 （上行 通信） ； 内置电池电压和温度收集（低电压 /电量 报警 ，温度报警 ）； 磁干扰报警 （ 防止 采集模块 损坏 或 读取不准 ） ； NFC通信（ 便于 移动端信息读取 ，配置） 。

2、阀门控制 （下行通信 ） 。 1.2 相关参数 工作电压， 工作 频率 （频率误差 ） ，发射功率 ， 调制方式 ， 接收灵敏度 ， 传输速率 ， 可靠 通信距离 ， 数据接口 （ SPI 接口 ）， 天线阻抗 ， 工作 温度 /湿度 ， 尺寸， 重量 ，内置电池容量 ， 预期 工作时间 ， 通信接口（常用 TTL/RS232/RS485） 。 范例 1： 一次性 电池： 3000mAh，可 不间断工作 12 年 ； Sleep 模式 ： 0.6 uA； Receive模式： 16mA； TX模式 ： 100mA； 水表的无线 抄读 参数 ： 15分钟 主动上报一次， 5秒内唤醒进行侦听，接收

3、； 基本功能 ：水量，水质读取设置 ， 定时上报。 2 LoRa网关 （集中器 ） LoRa 网关 相当于 一个中继，连接前端 终端设备 （节点）和后端服务器。网关 与 服务器通过标准 IP连接 ，而终端设备采用单跳与一个或多个网关 通信 ，均是双向通信。 终端与网关之间的通信是在不同频率和数据传输速率基础上完成的，数据速率选择需要在传输距离和消息时延之间权衡。由于采用了扩频技术，不同数据传输速率通信不会互相干扰，且会创建一组“虚拟化”的频段来增加网关容量。 LoRaWAN 网络数据传输速率范围为0.3 kbps至 50 kbps，为了最大化终端设备电池寿命和整个网络容量， LoRaWAN网络

4、服务器通过一种速率自适应（ ADR）方案来控制数据传输速率和每一终端设备的射频输出。 2.1 基本功能 接 收并储存 节点 （水表 ） 抄收回来的数据，并通过 通信模组 （ GPRS/3G/4G/ Ethernet）发送 到 后端服务器 ， 同时接收来自服务器的命令，并把命令传输给节点 （ 水表 ） 。 可设置 定时抄表计划，自动发送 抄表 请求。 支持 单块 抄表 和 批量 抄表 ； 2.2 相关参数 工作频段 ， 信道带宽 ， 调制方式 ， 链路预算 ， 接收灵敏度 ， 传输距离 ， 通道数 ， 通信标准 ， 组网方式 ， 通信接口 （ GPRS/3G/4G/ Ethernet） ， 工作

5、电压 ，工作 电流 ， 功耗，供电方式（外接电源 /内置电池 ） ，工作温度 ，工作湿度， 防护 （雷击 ） ， 尺寸 ， 重量 。 3 后端服务器系统 （ 网络服务器 /应用服务器 ） 3.1 基本 功能 用户 管理系统 ：区域 /用户 添加，修改，删除等。 运营管理 系统： 定时抄表 ， 区域 /用户 查询， 水量 统计，报表 导出 等 ； 业务 系统 ： 费率设定 ，低水量提醒， 收缴费 录入 及 明细 统计 ， 阀门状态 及 手动控制 等 ； 维护系统 ：水表运行状态收集，故障检测。 范例 1： 系统业务流程 ： A. 通过各种支付方式将钱打入预付费平台的账户 预付费平台根据当前的费率

6、以及资费策略，将该笔款部分或者全部换算成水量（方数）； B. 通信服务器在恰当的时候（要做到 实时） 将购水量传给该用户所属的集中器 ； C. 集中器立即将购水量下传给该用户家里的表 ； D. 表对收到方数进行确认，并根据情况决定是否执行开阀动作， 并上报 阀门 状态 ； E. 集中器上传该确认信息； F. 通信服务器传递该确认信息 ； G. 预付费平台对该用户的账户进行相应的扣减操作； 范例 1： 节点 处于休眠周期唤醒侦听状态，一旦侦听到信号后接收唤醒包，同步延时接收命令数据，并在规定 时隙 内竞争上报应答数据。 主机 唤醒节点发送唤醒帧 1.5s， 唤醒时间为 2.1ms，唤醒周期为 1.5s； 应用 服务器 实现计费管理，用户管理，流量控制，数据存储，大数据分析，数据可视化等功能。 4 移动端 APP（ 针对用户 ） 4.1 基本 功能 登录， 用量查询 ， 网上 缴费 系统 。 （原则上来说 ，越简洁越好）。