近年來,隨著我國水資源管理及國家節(jié)水行動(dòng)政策的出臺(tái),以及新型城鎮(zhèn)化、智慧城市、節(jié)水型城市的建設(shè)政策的推行,都對水表提出了智能化的需求。在我國正在大力推進(jìn)的智慧城市建設(shè)中,僅在“十三五”期間就實(shí)施了三個(gè)批次、共計(jì)277個(gè)智慧城市試點(diǎn)工作,并取得了較好效果,同期智慧城市建設(shè)市場規(guī)模達(dá)到了4萬億元。

智能水表是一種利用現(xiàn)代微電子技術(shù)、現(xiàn)代傳感技術(shù)對用水量進(jìn)行計(jì)量并進(jìn)行用水?dāng)?shù)據(jù)傳遞及結(jié)算交易的新型水表。與傳統(tǒng)水表一般只具有流量采集和機(jī)械指針顯示用水量功能相比,智能水表可為水務(wù)企業(yè)帶來多項(xiàng)新的價(jià)值。同時(shí),LoRa®等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也在快速地發(fā)展和大規(guī)模應(yīng)用,使人們進(jìn)入了一個(gè)萬物互聯(lián)的智能世界,也為傳統(tǒng)水表向智能水表的轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了基礎(chǔ)性的技術(shù)支持。

智能水表除了可對用水量進(jìn)行記錄和電子顯示外,還可以按照約定對用水量進(jìn)行控制,并且自動(dòng)完成階梯水價(jià)的水費(fèi)計(jì)算,同時(shí)可以進(jìn)行用水?dāng)?shù)據(jù)的存儲(chǔ)和分析,并通過水務(wù)公司的數(shù)據(jù)中心推送到用戶的App上。隨著我國大力推進(jìn)智慧城市建設(shè),智能水表作為智慧城市建設(shè)中智慧水務(wù)建設(shè)的關(guān)鍵一環(huán),正迎來巨大的市場需求空間。

                                                                                                                 圖1:2016-2022年智能水表市場規(guī)模及預(yù)測

因?yàn)橛盟畧鼍盁o處不在,所以智能水表量大面廣、安裝環(huán)境復(fù)雜,這對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的選用提出了更高的要求。在實(shí)際應(yīng)用中,水務(wù)企業(yè)和水表廠商發(fā)現(xiàn)許多物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)信號(hào)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(shù)的出現(xiàn)給智能表計(jì)的發(fā)展帶來了巨大的契機(jī)。LoRa具有鏈路預(yù)算高、信號(hào)抗干擾強(qiáng)、功耗低、易部署等特點(diǎn),與無線抄表的應(yīng)用需求十分契合。

福州東日信息技術(shù)有限公司(以下簡稱“東日信息”)是一家專注于LoRa等物聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)、傳感測控技術(shù)研發(fā)及推廣應(yīng)用的方案提供商,致力于為物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)提供完善、多維度的無線通信解決方案,也是最早加入LoRa聯(lián)盟的中國企業(yè),亦是國家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。東日信息從2015年開始自主研發(fā)LoRa無線抄表方案,已有百萬級(jí)的模塊和水表在全國應(yīng)用。

在智能表計(jì)的實(shí)際應(yīng)用中,為滿足水務(wù)公司和居民的多方需求,解決漏損、結(jié)算、運(yùn)營成本、水表功耗等行業(yè)的四大痛點(diǎn),東日信息研發(fā)了LR mesh自組網(wǎng)方案。該方案采用Semtech的SX126x芯片來提供物聯(lián)網(wǎng)連接,無需依賴任何第三方即可進(jìn)行快速組網(wǎng),抄讀率高達(dá)99%以上,不僅利用超低功耗降低了運(yùn)行成本,還可以配合客戶的大數(shù)據(jù)云平臺(tái),更好地服務(wù)公用事業(yè)應(yīng)用。

東日信息基于LR mesh自組網(wǎng)技術(shù)的智能水表方案由基表和遠(yuǎn)傳單元組成,遠(yuǎn)傳單元對基表進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和傳輸。憑借LoRa的超低功耗、遠(yuǎn)距離傳輸和部署靈活性,東日信息基于LR mesh自組網(wǎng)智能水表解決方案具有以下主要特點(diǎn):

節(jié)點(diǎn)容量大:每個(gè)網(wǎng)絡(luò)由1個(gè)網(wǎng)關(guān)、最多55個(gè)中繼、最多2047只水表組成

身份識(shí)別:所有產(chǎn)品均自帶8字節(jié)長度的UID作為產(chǎn)品的網(wǎng)內(nèi)身份識(shí)別

現(xiàn)場配置:支持APP現(xiàn)場進(jìn)行表計(jì)配置和信息獲取,便于維護(hù)。其中網(wǎng)關(guān)、中繼器內(nèi)置藍(lán)牙5.0,水表內(nèi)置NFC

自動(dòng)組網(wǎng):中繼和水表自動(dòng)組網(wǎng),形成樹狀網(wǎng)絡(luò),減少人工介入,方便現(xiàn)場安裝

超低功耗設(shè)計(jì):鋰電池供電,無需電源布線,一天上報(bào)4次數(shù)據(jù)情況下,電池可使用10年以上(ER18505鋰電池)

專利技術(shù):東日信息專利磁阻傳感技術(shù),能識(shí)別水流正反轉(zhuǎn)和磁攻擊干擾

高防水等級(jí):IP68

安全可靠:網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間通訊具有失敗重傳和加密功能,提高通訊的安全性

遵守國標(biāo):符合《微功率短距離無線電發(fā)射設(shè)備目錄和技術(shù)要求》,任意時(shí)刻單信道發(fā)射、占用帶寬小于200kHz時(shí)發(fā)射功率譜密度限值50mW/200kHz(e.r.p)、單次發(fā)射持續(xù)時(shí)間不超1秒

功率控制:網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間通訊具有功率控制功能,在保證通訊可靠性的基礎(chǔ)上減少對外界的干擾,綠色環(huán)保

該方案的系統(tǒng)框圖以及現(xiàn)場部署圖片如下:

                                                                                                                        圖2:LR mesh自組網(wǎng)智能水表系統(tǒng)框圖

                                                                                                                       圖3:LR mesh自組網(wǎng)智能水表現(xiàn)場部署1

                                                                                                                      圖4:LR mesh自組網(wǎng)智能水表現(xiàn)場部署2

                                                                                                                   圖5:LR mesh自組網(wǎng)智能水表現(xiàn)場部署3

                                                                                                                    圖6:LR mesh自組網(wǎng)智能水表現(xiàn)場部署4

福州東日信息技術(shù)有限公司總經(jīng)理黃小文表示:“智慧水務(wù)的不斷推進(jìn),對終端計(jì)量產(chǎn)品的應(yīng)用性能提出了更高要求。我們很榮幸能與Semtech合作,利用SX126x芯片開發(fā)出LR mesh自組網(wǎng)抄表方案,該方案具有現(xiàn)場部署簡單、信號(hào)覆蓋無死角、抄表率高達(dá)99%以上等優(yōu)勢,為現(xiàn)代水務(wù)管理向更加精細(xì)化、信息化、智慧化方向發(fā)展提供可靠支持。”

東日信息的愿景是成為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè),助力中國各個(gè)領(lǐng)域的智能物聯(lián)升級(jí)。除了在智慧水務(wù)行業(yè)有落地應(yīng)用外,在電力物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)內(nèi)還有諸如電力故障指示器、電力無線測溫等解決方案,在消費(fèi)電子行業(yè)有藍(lán)牙打印機(jī)主板、透傳模組等方案。東日信息憑借著豐富的應(yīng)用和項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn),為諸多領(lǐng)域帶來了智能高效的解決方案。東日信息致力于成為領(lǐng)先的智能水表OEM/ODM服務(wù)商,為水表基表廠家升級(jí)為智能水表廠家提供全面解決方案。

Semtech中國區(qū)銷售副總裁黃旭東說道:“Semtech很高興看到東日信息推出的LR mesh自組網(wǎng)抄表方案,該方案的特點(diǎn)與LoRa自組、安全、可控的特性相得益彰。采用LoRa的智能水務(wù)方案具有很高的社會(huì)效益,可省去現(xiàn)場抄表從而減輕工作壓力;同時(shí)可動(dòng)態(tài)調(diào)整水壓,減少用戶投訴;還可以引導(dǎo)用戶節(jié)約用水, 加強(qiáng)環(huán)保意識(shí);而這些正是Semtech的LoRa物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用目標(biāo)。未來LoRa將在政策和需求的雙驅(qū)動(dòng)下,繼續(xù)推動(dòng)智能水表行業(yè)快速發(fā)展。”

智能水表也正在給整個(gè)社會(huì)創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益:可通過數(shù)據(jù)分析排除異常, 減少漏損;在節(jié)約成本、節(jié)省開支的同時(shí)提高效率;用戶可利用App完成諸如自助繳費(fèi)等服務(wù), 幫助用戶和水務(wù)公司提升資金使用效率。智能水表既可實(shí)時(shí)監(jiān)測水表的運(yùn)行狀態(tài),又可對水質(zhì)、水壓等進(jìn)行監(jiān)測,在方便水務(wù)公司對居民用水進(jìn)行管理的同時(shí),又有促使居民合理用水、節(jié)約用水。LoRa憑借著低功耗、遠(yuǎn)距離、易部署、抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn),已在智能抄表領(lǐng)域有著成熟的、大規(guī)模的應(yīng)用。