东日信息LR mesh自组网智能水表解决方案LoRa应用于智能水表实现效率与效益“双提升”

近年来，随着我国水资源管理及国家节水行动政策的出台，以及新型城镇化、智慧城市、节水型城市建设政策的推行，都对水表提出了智能化的需求。正在大力推进的智慧城市建设中，仅在“十三五”期间就实施了3 个批次、共计277 个智慧城市试点工作，并取得了较好效果，同期智慧城市建设市场规模达到4万亿元。

我国是水资源需求大国，目前水表在用水计量、费用计算、供水控制和节水管理等方面扮演着重要角色。但在很长一段时间内，业界都使用传统水表进行水量数据采集，只能由人工上门抄表，极易造成误读、漏读、错记等问题，同时还不能与其他水务相关的智能设备和数据中心通信，不仅给用户和水务公司带来诸多困扰，还制约了水务企业利用App与客户互动和提供增值业务。

智能水表是一种利用现代微电子技术、传感技术对用水量进行计量并进行用水数据传递及结算交易的新型水表。与传统水表一般只具有流量采集和机械指针显示用水量功能相比，智能水表可为水务企业带来多项新的价值。同时，LoRa等物联网技术也在快速发展和大规模应用，使人们进入了一个万物互联的智能世界，也为传统水表向智能水表的转型升级提供了基础性的技术支持。

因为用水场景无处不在，所以智能水表需要量大、安装环境复杂，这对物联网技术的选用提出了更高的要求。在实际应用中，水务企业和水表厂商发现部分物联网技术信号覆盖弱、抗干扰性差，无法很好地适用于智能水表。而LoRa 无线通信技术的出现给智能表计的发展带来了巨大的契机。Lo⁃Ra具有链路预算高、信号抗干扰强、功耗低、易部署等特点，与无线抄表的应用需求十分契合。

福州东日信息技术有限公司（以下简称东日信息）是一家专注于LoRa 等物联网无线通信技术、传感测控技术研发及推广应用的方案提供商，致力于为物联网行业提供完善、多维度的无线通信解决方案，也是最早加入LoRa 联盟的中国企业，亦是国家级高新技术企业。东日信息从2015 年开始自主研发LoRa 无线抄表方案，已有百万级的模块和水表在全国应用。东日信息致力于成为领先的智能水表OEM/ODM 服务商，为水表基表厂家升级为智能水表厂家提供全面解决方案。在智能表计的实际应用中，为满足水务公司和居民的多方需求，解决漏损、结算、运营成本、水表功耗等行业的四大痛点，东日信息研发了LR mesh 自组网方案，如图1所示。LR mesh 自组网智能水表现场部署，如图2所示（见下页）。该方案采用Semtech的SX126x芯片提供物联网连接，无需依赖任何第三方即可进行快速组网，抄读率高达99%以上，不仅利用超低功耗降低了运行成本，还可以配合客户的大数据云平台，更好地服务公用事业应用。

图1 LR mesh自组网智能水表系统

图2 LR mesh自组网智能水表现场部署系列

基于LR mesh 自组网技术的智能水表方案由基表和远传单元组成，远传单元对基表进行数据采集和传输。基于LR mesh 自组网智能水表解决方案的特点：

节点容量大每个网络由1 个网关、最多55 个中继、最多2047只水表组成。

身份识别所有产品均自带8 字节长度的UID作为产品的网内身份识别。

现场配置支持APP 现场进行表计配置和信息获取，便于维护。其中网关、中继器内置蓝牙5.0，水表内置NFC。

自动组网中继和水表自动组网，形成树状网络，减少人工介入，方便现场安装。

超低功耗设计锂电池供电，无需电源布线，一天上报4 次数据情况下，电池可使用10 年以上（ER18505锂电池）。

专利技术专利磁阻传感技术，能识别水流正反转和磁攻击干扰。

高防水等级IP68。

安全可靠网络节点间通讯具有失败重传和加密功能，提高通讯的安全性。

遵循国标符合《微功率短距离无线电发射设备目录和技术要求》，任意时刻单信道发射、占用带宽小于200kHz 时发射功率谱密度限值50mW/200kHz(e.r.p)、单次发射持续时间不超1秒。

功率控制网络节点间通讯具有功率控制功能，在保证通讯可靠性的基础上减少对外界的干扰，绿色环保。

智能水表除了可对用水量进行记录和电子显示外，还能按照约定对用水量进行控制，并且自动完成阶梯水价的水费计算，同时可以进行用水数据的存储和分析，并通过水务公司的数据中心推送到用户的App 上。随着我国大力推进智慧城市建设，智能水表作为智慧城市建设中智慧水务建设的关键一环，正迎来巨大的市场需求空间。